TỔNG QUAN HỌC THUẬT VÀ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT SỬA CHỮA CƠ KHÍ (TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ)


Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (Mã môn học: CK19MH09) là tài liệu giảng dạy và học tập chính thức được ban hành 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 Việt Nam). Giáo trình do tập thể tác giả gồm ThS. Võ Tấn Hoà (Chủ biên), Lê Duy Nam và Bùi Việt An biên soạn, lưu hành nội bộ phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng nghề chuyên ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí.

       [Các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Dung sai]
             [CK19MH09: KỸ THUẬT SỬA CHỮA CƠ KHÍ (4 tín chỉ / 60 giờ)]
      [Các mô đun chuyên sâu: Sửa chữa bơm, van công nghiệp, máy nén, ĐCĐT]

Trong chương trình đào tạo tổng thể (quy mô 97 tín chỉ, 2.190 giờ), môn học Kỹ thuật sửa chữa cơ khí có thời lượng 4 tín chỉ (tương đương 60 giờ học tập, gồm 56 giờ lý thuyết và 4 giờ kiểm tra định kỳ). Về vị trí đào tạo, môn học đóng vai trò chuyển tiếp bắt buộc: được bố trí sau các môn cơ sở ngành (Vẽ kỹ thuật 1 & 2, Cơ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Dung sai, An toàn – vệ sinh lao động) và học trước các mô đun kỹ thuật chuyên ngành chuyên sâu về thiết bị công nghiệp dầu khí (Sửa chữa bảo dưỡng van công nghiệp, Sửa chữa bảo dưỡng bơm, Sửa chữa bảo dưỡng máy nén khí, Sửa chữa bảo dưỡng động cơ đốt trong).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác định rõ ràng theo ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1–A4): Trình bày quy trình tổ chức thực hiện sửa chữa cơ khí tại phân xưởng; nhận diện các dạng hư hỏng chi tiết máy; mô tả quy trình tháo lắp và các biện pháp an toàn kỹ thuật.
  • Kỹ năng (B1–B4): Sử dụng thành thạo dụng cụ cầm tay và thiết bị nâng hạ; sử dụng dụng cụ đo kiểm sai lệch; lập quy trình công nghệ tháo lắp và quy trình công nghệ sửa chữa, phục hồi chi tiết máy/cơ cấu cơ khí.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Định hình nhận thức kỹ thuật về công tác bảo trì công nghiệp; tuân thủ kỷ luật và an toàn lao động.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Giáo trình được kết cấu thành 6 chương chuyên đề, sắp xếp theo trình tự từ lý luận cơ sở, công cụ trang thiết bị, phương pháp đo kiểm, kỹ thuật công nghệ phục hồi đến lắp ráp chi tiết điển hình và kỹ thuật phụ trợ:

Chương 1: Tổng quan về máy, thiết bị (9 giờ)
Chương 2: Dụng cụ và thiết bị trong sửa chữa (5 giờ)
Chương 3: Các phương pháp kiểm tra chi tiết máy và máy (9 giờ)
Chương 4: Các phương pháp sửa chữa và phục hồi (12 giờ)
Chương 5: Kỹ thuật sửa chữa, lắp đặt chi tiết, bộ phận thông dụng (17 giờ)
Chương 6: Kỹ thuật bôi trơn và làm kín (4 giờ)
  • Chương 1: Tổng quan về máy, thiết bị (9 giờ): Khái niệm về máy, chi tiết máy (đơn giản, phức tạp), cụm chi tiết, cơ cấu và mô đun. Phân loại máy theo chức năng, khối lượng, độ chính xác và mức độ tự động hóa; phân loại chuyển động (đơn, kết hợp) và mối lắp (cố định tháo được/không tháo được, di động). Các giai đoạn vận hành của máy (chạy thử không tải, có tải, công tác bình thường, hư hỏng). Các dạng hư hỏng bề mặt kỹ thuật: mòn cơ học, mòn do va chạm, ăn mòn hóa học và hư hỏng do nhiệt độ.
  • Chương 2: Dụng cụ và thiết bị trong sửa chữa (5 giờ): Cấu tạo, nguyên lý và quy tắc thao tác an toàn đối với dụng cụ cầm tay (cờ lê miệng/tròng/đóng, kìm kẹp, kìm cắt, kìm bấm chết, búa sắt, mỏ lết, lục giác, tuốc-nơ-vít, máy mài, máy khoan cầm tay). Thiết bị nâng hạ: palăng xích kéo tay, palăng điện, con đội (kích) thủy lực và kỹ thuật di chuyển tải trọng nặng bằng cáp treo cầu trục.
  • Chương 3: Các phương pháp kiểm tra chi tiết máy và máy (9 giờ): Phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT): quan sát quang học, đo kích thước, kiểm tra hình dáng/vị trí hình học (độ thẳng, độ song song, độ đồng tâm/đồng trục, độ vuông góc), kiểm tra độ kín bằng khí nén/chất lỏng/bột phấn hút dầu, chiếu tia Rơngen, kiểm tra từ tính (hạt từ), siêu âm công nghiệp, phương pháp thẩm thấu phát quang dưới tia cực tím. Phương pháp kiểm tra phá hủy (DT): kiểm tra cơ tính (kéo, nén, uốn, va đập, đo độ cứng) và soi cấu trúc tế vi/đo độ cứng tế vi kim tương. Cấu tạo và cách đọc dụng cụ đo lường: thước cặp cơ/điện tử, panme đo trong/đo ngoài, ni-vô (thước thủy), ê-ke và đồng hồ so.
  • Chương 4: Các phương pháp sửa chữa và phục hồi (12 giờ): Cơ sở chất lượng bề mặt kỹ thuật; nguyên tắc lựa chọn phương án phục hồi sửa chữa. Các phương pháp điển hình: phương pháp thay đổi kích thước ban đầu (kích thước sửa chữa theo bậc Cod 1, Cod 2... cho hệ trục/hệ lỗ); phương pháp phụ thêm chi tiết (ống lót, bạc lót, sơ mi xilanh bằng gang xám ép nóng); phương pháp thay thế từng phần. Hệ thống công nghệ chế tạo phục hồi: đúc babít/hợp kim chì; gia công áp lực; hàn đắp; phun phủ kim loại (ngọn lửa khí, hồ quang, dây kim loại, bột); mạ điện (Cu, Ni, Cr, Zn, Cd, Fe) và mạ hóa học; nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện (thấm C, N, Si, B, Al); gia công cắt gọt; gia công đặc biệt (tia lửa điện EDM, laser, siêu âm, điện hóa).
  • Chương 5: Kỹ thuật sửa chữa, lắp đặt một số chi tiết máy, bộ phận máy thông dụng (17 giờ): Quy trình tháo lắp ổ lăn bằng vam chuyên dụng, vít đẩy, búa đục; chẩn đoán khuyết tật rỗ tế vi rãnh lăn; kiểm tra và căn chỉnh độ lệch tâm của ổ lăn bằng đồng hồ so (giới hạn sai số tiêu chuẩn $1{,}0\text{ mil/inch}$ đường kính). Kỹ thuật kiểm tra, cạo rà và ép bạc ổ trượt nguyên/hai nửa. Phân loại và kỹ thuật căn chỉnh khớp nối, các bộ truyền động.
  • Chương 6: Kỹ thuật bôi trơn và làm kín (4 giờ): Kỹ thuật bôi trơn công nghiệp (chủng loại dầu nhờn, mỡ bôi trơn, phương thức cấp mỡ) và công nghệ làm kín mối ghép chống rò rỉ môi chất trong điều kiện vận hành áp lực.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp một hệ thống lý thuyết kỹ thuật cơ sở ứng dụng:

  • Lý thuyết ma sát, mài mòn và phá hủy bề mặt: Phân biệt bề mặt danh nghĩa (hình học) và bề mặt thực tế (kỹ thuật), phân loại 3 nhóm hư hỏng vận hành chính (mài mòn cơ học, hư hỏng cơ học nứt/biến dạng/gãy, và hư hỏng hóa nhiệt/ăn mòn).
  • Nguyên lý dung sai và kích thước sửa chữa (Repair Dimensions): Cơ chế khôi phục khe hở lắp ghép bằng cách thay đổi kích thước chi tiết cơ bản (hạ kích thước trục, tăng kích thước lỗ) kết hợp thay thế chi tiết phụ thuộc theo các cấp bậc sửa chữa tiêu chuẩn.
  • Nguyên lý kiểm tra vật liệu và khuyết tật: Cơ chế lan truyền sóng siêu âm, khúc xạ tia phóng xạ, phân bố đường sức từ trường và mao dẫn huỳnh quang trong việc định vị khuyết tật ngầm hoặc khuyết tật bề mặt.
                   CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHI TIẾT MÁY
[KIỂM TRA PHÁ HỦY (DT)]                                 [KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY (NDT)]

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng đo kiểm và chẩn đoán: Khả năng vận hành thiết bị đo chính xác (thước cặp, panme cơ khí/điện tử có sai số $1 \div 16\ \mu\text{m}$, đồng hồ so) để xác định độ thẳng, độ phẳng, độ song song, độ đảo hướng kính và độ đồng tâm trục.
  • Kỹ năng công nghệ phục hồi: Khả năng lựa chọn và thiết lập chuỗi công nghệ (hàn đắp, gia công cắt gọt, mạ phủ, nhiệt luyện) nhằm tái tạo kích thước và cơ tính chi tiết hư hỏng.
  • Kỹ năng vận hành thao tác an toàn: Quy trình sử dụng dụng cụ mở ốc, vam tháo vòng bi, thiết bị nâng tải (palăng, con đội thủy lực) đúng kỹ thuật an toàn nhà xưởng cơ khí dầu khí.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng mô hình giảng dạy tích cực hóa người học, kết hợp giữa thuyết trình nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu chuyên ngành, phân tích bài tập tình huống thực tế và thảo luận nhóm.

Phương pháp sư phạm và tổ chức học tập

  • Hoạt động giảng dạy: Giảng viên áp dụng phương pháp dạy học theo vấn đề; giao chủ đề thảo luận và bài tập kỹ thuật trước mỗi buổi học; sử dụng phương tiện trực quan (mô hình chi tiết máy, thiết bị chiếu projector, sơ đồ cơ cấu).
  • Hoạt động tự học và thảo luận nhóm: Người học được phân chia thành các nhóm nhỏ từ 4 đến 6 thành viên. Mỗi sinh viên chịu trách nhiệm nghiên cứu một phần nội dung theo sự phân công của nhóm trưởng, tiến hành thảo luận, ghi chép và xây dựng báo cáo chuyên đề trước khi lên lớp.
  • Điều kiện chuyên cần: Sinh viên bắt buộc phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng các buổi giảng lý thuyết trên lớp. Trường hợp vắng quá 30% thời lượng, sinh viên không đủ điều kiện dự thi và phải đăng ký học lại môn học.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/03/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

Thành phần đánh giá Trọng số Hình thức và phương pháp tổ chức Chuẩn đầu ra đánh giá Thời điểm thực hiện
Kiểm tra thường xuyên Hệ số 1 (thuộc cột 40%) Tự luận, trắc nghiệm, hỏi miệng, báo cáo nhóm, trả lời câu hỏi A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2 Sau mỗi 15 giờ học tập (4 bài kiểm tra/môn)
Kiểm tra định kỳ Hệ số 2 (thuộc cột 40%) Viết tự luận, trắc nghiệm hoặc báo cáo thực hành A4, B4, C3 Định kỳ trong tiến trình môn học
Thi kết thúc môn học 60% Tự luận kết hợp trắc nghiệm hoặc thực hành kiểm tra kỹ năng Toàn bộ chuẩn đầu ra A1–A4, B1–B4, C1–C2 Sau khi hoàn thành 60 giờ học

Điểm môn học được tính theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), sau đó quy đổi sang thang điểm chữ (A, B, C, D, F) và thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.


Điểm nổi bật và thông số kỹ thuật cập nhật

Giáo trình Kỹ thuật sửa chữa cơ khí tích hợp các dữ liệu định lượng, chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và quy trình công nghệ phục vụ trực tiếp cho hoạt động sửa chữa công nghiệp:

                            CHỈ TIÊU KỸ THUẬT NỔI BẬT
  • Chỉ tiêu hiệu quả kinh tế: Tài liệu xác lập cơ sở kinh tế của công nghệ phục hồi: chi phí phục hồi chi tiết máy thông qua các giải pháp công nghệ thích hợp thường chỉ chiếm từ 15% đến 46% so với giá thành mua mới chi tiết, đồng thời có thể gia tăng tuổi thọ và độ bền mài mòn của bề mặt làm việc.
  • Thông số căn chỉnh lắp ráp cơ khí: Giáo trình đưa ra tiêu chuẩn định lượng cụ thể trong tháo lắp ổ trục, ví dụ quy định dung sai độ lệch tâm cho phép khi lắp ổ lăn là $1{,}0\text{ mil/inch}$ đường kính (tương đương đường kính ngỗng trục 4 inches cho phép độ lệch tối đa là 4,0 mil).
  • Phân loại công nghệ kiểm tra không phá hủy: Hệ thống hóa các giải pháp kiểm tra hiện đại gồm phương pháp chiếu tia xuyên thấu Rơngen phát hiện rỗ khí/ngậm xỉ mối hàn, phương pháp nhiễm từ hạt từ xác định nứt ngầm ở độ sâu $\le 10\text{ mm}$, phương pháp siêu âm công nghiệp hiển thị tín hiệu xung qua màn hình và phương pháp thẩm thấu huỳnh quang phát hiện nứt tế vi qua màu chỉ thị huỳnh quang (hỗn hợp 0,25L dầu biến thế + 0,5L dầu lửa + 0,25L xăng, soi dưới ánh sáng cực tím).
  • Đa dạng hóa công nghệ bề mặt: Đề cập chi tiết hệ thống hóa nhiệt luyện tiên tiến (thấm đồng thời C-N, thấm Silic, Bo, Nhôm) và gia công tia lửa điện, laser, siêu âm trong phục hồi cơ khí.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng và điều kiện chuyên môn xác định:

                                  ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG
 [SINH VIÊN CAO ĐẲNG NGHỀ]        [GIẢNG VIÊN CHUYÊN NGÀNH]        [KỸ THUẬT VIÊN NHÀ MÁY]
  - Nghề: Sửa chữa thiết bị        - Xây dựng đề cương bài giảng    - Tài liệu tra cứu phương pháp
    chế biến dầu khí               - Thiết kế bài tập tình huống      phục hồi kích thước (Cod)
  - Yêu cầu: Hoàn thành các        - Tổ chức kiểm tra đánh giá      - Hướng dẫn quy trình NDT,
    môn học cơ sở cơ khí             theo Thông tư 09/2017/TT         tháo lắp ổ lăn, ổ trượt
  • Sinh viên hệ Cao đẳng nghề: Đối tượng đào tạo chính là sinh viên nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và nghề Cắt gọt kim loại thuộc Trường Cao đẳng Dầu khí.
  • Điều kiện tiên quyết đối với người học: Để tiếp thu được nội dung giáo trình, người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học khoa học tự nhiên và khối kiến thức cơ sở ngành cơ khí bao gồm:
    1. Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (CK19MH01, CK19MH02): Kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí và ký hiệu mối ghép.
    2. Cơ kỹ thuật (CK19MH03): Nguyên lý lực học và chuyển động cơ cấu.
    3. Vật liệu cơ khí (CK19MH04): Cấu tạo kim loại, hợp kim và biến tính vật liệu.
    4. Dung sai lắp ghép và đo lường (CK19MH05): Hệ thống dung sai trục, lỗ, độ dôi, độ hở.
    5. An toàn – vệ sinh lao động (ATMT19MH01): Quy tắc an toàn nhà xưởng.
  • Giảng viên và kỹ thuật viên ngành cơ khí: Tài liệu làm căn cứ chuẩn hóa giáo án giảng dạy lý thuyết chuyên môn; phục vụ các kỹ thuật viên, thợ sửa chữa bảo trì tại các nhà máy chế biến dầu khí, nhà máy lọc dầu, nhà máy đạm và trạm khí nén làm tài liệu tra cứu quy trình tháo lắp, kiểm tra và phục hồi chi tiết máy.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này được ban hành cho cấp đào tạo nào và thuộc chuyên ngành gì?

Giáo trình được ban hành chính thức theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí ngày 25/03/2020, dành riêng cho hệ đào tạo Cao đẳng nghề, chuyên ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (Mã môn học: CK19MH09).

2. Sinh viên cần hoàn thành những môn học tiên quyết nào trước khi học giáo trình này?

Sinh viên cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở ngành gồm: Vẽ kỹ thuật 1 & 2, Cơ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Dung sai và An toàn – vệ sinh lao động. Đây là nền tảng để hiểu về dung sai mối ghép, cấu trúc vật liệu và đọc bản vẽ cơ cấu máy.

3. Phương pháp phục hồi chi tiết máy theo "kích thước sửa chữa" (Cod) được trình bày như thế nào?

Phương pháp kích thước sửa chữa (Cod 1, Cod 2...) là công nghệ gia công chi tiết cơ bản quan trọng (như mài cổ trục khuỷu) về một cấp kích thước hình học định trước để loại bỏ sai lệch mòn, sau đó thay thế chi tiết phụ thuộc lắp cùng (như thay mới bạc lót) theo kích thước tương ứng, giúp khôi phục hoàn toàn khe hở làm việc ban đầu.

4. Giáo trình giới thiệu những phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) cụ thể nào?

Giáo trình phân tích chi tiết các kỹ thuật NDT gồm: quan sát quang học (kính lúp, hiển vi), đo kiểm sai lệch hình học (thước phẳng, panme, đồng hồ so), thử kín bằng khí nén/chất lỏng, kiểm tra khuyết tật bằng bột phấn hút dầu, chiếu tia phóng xạ Rơngen, kiểm tra nhiễm từ hạt từ (chiều sâu khuyết tật $\le 10\text{ mm}$), dò khuyết tật bằng sóng siêu âm và ngâm chất phát quang huỳnh quang kiểm tra dưới tia cực tím.

5. Tiêu chuẩn đánh giá kết thúc môn học được quy định theo tỷ lệ nào?

Kết quả môn học được đánh giá theo Quy chế đào tạo của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội: Điểm quá trình chiếm trọng số 40% (gồm điểm kiểm tra thường xuyên hệ số 1 thực hiện sau mỗi 15 giờ học và điểm kiểm tra định kỳ hệ số 2); Điểm thi kết thúc môn học chiếm trọng số 60%.


Kết luận

Giáo trình Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (CK19MH09) xác lập hệ thống tri thức lý thuyết và thực hành công nghệ sửa chữa chi tiết máy theo các chuẩn mực kỹ thuật cơ khí ứng dụng. Nội dung tài liệu xây dựng lộ trình học tập logic: bắt đầu từ phân tích bản chất hao mòn bề mặt, trang bị kỹ năng sử dụng dụng cụ đo kiểm và thiết bị nâng hạ, định hình phương pháp kiểm tra khuyết tật NDT/DT, đến hướng dẫn chi tiết các công nghệ phục hồi bề mặt (hàn, đúc, mạ, phun phủ, nhiệt luyện) và kỹ thuật lắp đặt cụ thể các cụm ổ trục, khớp nối, bộ truyền động.

                    LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ THUẬT SỬA CHỮA

Tài liệu là cấu phần then chốt giúp sinh viên hoàn thiện năng lực chuyên môn trước khi tiếp cận các mô đun bảo dưỡng hệ thống thiết bị áp lực và động lực trong ngành công nghiệp dầu khí.

Danh mục tài liệu tham khảo được trích dẫn trong giáo trình:

  1. Tô Xuân Giáp (1998), Công việc của người thợ sửa chữa cơ khí, Nhà xuất bản Giáo dục.
  2. Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường kiểm tra trong chế tạo cơ khí, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
  3. Công nghệ chế tạo máy, Sách giáo trình chuyên ngành.
  4. Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, Tài liệu tra cứu tiêu chuẩn.
  5. Nghiêm Hùng (1993), Kim loại học và nhiệt luyện, Nhà xuất bản Giáo dục.