Tổng quan về giáo trình
Giáo trình Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (Mã môn học: MECM64016) được biên soạn bởi tập thể tác giả thuộc Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), bao gồm Võ Tấn Hoà (Chủ biên), Lê Duy Nam và Bùi Việt An. Tài liệu được ban hành chính thức theo Quyết định số 207/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 tại Bà Rịa – Vũng Tàu, phục vụ đào tạo lưu hành nội bộ cho hệ cao đẳng nghề Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí (LĐVHBQMNK) và nghề sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí.
MÔN HỌC CƠ SỞ CHUYÊN NGÀNH
(Vẽ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu, Cơ kỹ thuật)
CÁC MÔ-ĐUN CHUYÊN MÔN NGHỀ
(Sửa chữa bảo dưỡng Bơm, Quạt, Máy nén khí)
Trong chương trình đào tạo tổng thể gồm 92 tín chỉ (2.205 giờ), môn học Kỹ thuật sửa chữa cơ khí giữ vai trò là môn học chuyên môn nghề bắt buộc, có thời lượng 4 tín chỉ tương đương 60 giờ học tập (56 giờ lý thuyết và 4 giờ kiểm tra). Môn học được định vị sau các môn cơ sở ngành như Vẽ kỹ thuật (MECM52003, MECM62012), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Dung sai (MECM53001), Cơ kỹ thuật (MECM64011) và bố trí trước các mô-đun thực hành chuyên sâu như Sửa chữa – Bảo dưỡng bơm (MECM53107, MECM63120), Sửa chữa – Bảo dưỡng máy nén khí (MECM53108), Sửa chữa – Bảo dưỡng quạt (MECP65148) và Sửa chữa – Bảo dưỡng động cơ đốt trong (MECM54109).
Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo các chuẩn đầu ra:
- Về kiến thức (A1–A4): Trình bày tổ chức và kỹ thuật sửa chữa tại phân xưởng; nhận diện các dạng hư hỏng của chi tiết máy; mô tả quy trình tháo lắp, sửa chữa; trình bày các biện pháp an toàn kỹ thuật.
- Về kỹ năng (B1–B4): Sử dụng thành thạo dụng cụ tháo lắp; vận hành dụng cụ đo kiểm sai lệch; lập quy trình tháo lắp các cơ cấu máy thông dụng; thiết lập quy trình sửa chữa, phục hồi chi tiết máy.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Nhận thức vai trò của công tác bảo trì cơ khí; duy trì ý thức học tập và tuân thủ kỷ luật phân xưởng.
Cấu trúc giáo trình gồm 6 chương lý thuyết được thiết kế theo tiến trình công nghệ sửa chữa khép kín, kết hợp kiến thức tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam và quốc tế. Điểm đặc thù của tài liệu là gắn liền nguyên lý phục hồi cơ khí với các thiết bị công nghiệp dầu khí, xác lập cơ sở dữ liệu định lượng phục vụ công tác bảo trì thiết bị quay.
Nội dung kiến thức cốt lõi
Các chương/chủ đề chính
Nội dung giáo trình được phân bổ chi tiết qua 6 chương với logic phát triển từ tổng quan cấu tạo đến kỹ thuật phục hồi chuyên sâu:
- Chương 1: Tổng quan về máy, thiết bị (9 giờ lý thuyết): Khái quát khái niệm máy, cơ cấu, mô-đun và phân loại chi tiết máy từ đơn giản (then, chốt, vít, bu-lông) đến phức tạp (trục thẳng, trục khuỷu, trục bậc, bánh răng côn, bánh răng nghiêng, bánh răng chữ V). Phân tích các trạng thái kỹ thuật của máy (dự trữ kỹ thuật, thời hạn làm việc, tuổi thọ, độ tin cậy, tính ổn định) và xác định các nguyên nhân hư hỏng bề mặt làm việc (hư hỏng do mài mòn, hư hỏng cơ học gây cong vênh, hư hỏng hóa nhiệt).
- Chương 2: Dụng cụ và thiết bị trong sửa chữa (5 giờ lý thuyết, kèm Bài kiểm tra số 1): Cung cấp cấu tạo và quy chuẩn an toàn cho dụng cụ cầm tay (cờ lê miệng, cờ lê tròng, cờ lê đóng, kìm kẹp, kìm cắt, kìm bấm chết, búa sắt, mỏ lết, lục giác, tuốc-nơ-vít, máy mài và máy khoan cầm tay). Trình bày cấu tạo, nguyên lý và quy trình vận hành thiết bị nâng hạ tải trọng nặng gồm pa-lăng xích kéo tay, pa-lăng điện, kích (con đội) thủy lực và các nguyên tắc điều khiển, cân bằng tải bằng dây cáp.
- Chương 3: Các phương pháp kiểm tra chi tiết máy và máy (9 giờ lý thuyết): Trình bày các phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) bao gồm quan sát quang học, đo kích thước bằng calip và đồng hồ so; kiểm tra sai lệch hình học (độ thẳng, độ song song, độ đồng trục, độ vuông góc, độ kín); kiểm tra khuyết tật sâu bằng chiếu tia Rơngen, nhiễm từ (khuyết tật sâu $\le 10\text{ mm}$), siêu âm, kiểm tra phát quang (hỗn hợp 0,25 lít dầu biến thế, 0,5 lít dầu lửa, 0,25 lít xăng kết hợp tia cực tím) và kiểm tra áp lực. Đồng thời giới thiệu các phương pháp kiểm tra phá hủy (thử kéo, nén, độ dai va đập, độ cứng, soi tổ chức kim tương) cùng các dụng cụ đo kiểm vạn năng (thước cặp cơ khí/điện tử sai số $\pm 0{,}02\text{ mm}$, panme dải đo $0\text{--}1000\text{ mm}$ sai số $\pm 1\text{--}16\ \mu\text{m}$, ni-vô, ê-ke, đồng hồ so).
- Chương 4: Các phương pháp sửa chữa và phục hồi (12 giờ lý thuyết, kèm Bài kiểm tra số 2): Phân tích các yếu tố chất lượng bề mặt kỹ thuật (lớp biến cứng dưới bề mặt $a \le 1\text{ mm}$) và hiệu quả kinh tế (chi phí phục hồi chiếm khoảng $15%\text{--}46%$ giá thành chi tiết mới). Trình bày 3 phương pháp thay đổi kích thước ban đầu: phương pháp kích thước sửa chữa (phân cấp sửa chữa cốt 1, cốt 2 cho hệ trục và hệ lỗ), phương pháp phụ thêm chi tiết (ép sơ-mi gang xám, ống lót vát mép $30^\circ\text{--}45^\circ$) và phương pháp thay đổi một phần chi tiết. Phân loại các công nghệ phục hồi: đúc (hợp kim babít, chì), gia công áp lực, hàn đắp, phun phủ kim loại bằng ngọn lửa khí/hồ quang, mạ kim loại (mạ điện Cu, Ni, Cr, Zn, Fe; mạ hóa học; mạ nhúng), nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện (thấm C, N, Si, B, Al, Cr, phốt phát), gia công cắt gọt và gia công đặc biệt (tia lửa điện, 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 lý thuyết, kèm Bài kiểm tra số 3): Trình bày kỹ thuật tháo lắp, kiểm tra tróc rỗ tế vi, đo độ đảo và độ lệch tâm ổ lăn bằng đồng hồ so (giới hạn sai lệch cho phép $1{,}0\text{ mil/inch}$ đường kính). Hướng dẫn lắp đặt ổ trượt nguyên và ổ trượt hai nửa, yêu cầu bôi trơn thủy động. Phân loại khớp nối (khớp nối trục cố định, ly hợp) và hướng dẫn khắc phục sự cố khớp nối dùng chốt, then, bu-lông, đĩa ma sát.
- Chương 6: Kỹ thuật bôi trơn và làm kín (4 giờ lý thuyết, kèm Bài kiểm tra số 4): Trình bày nguyên lý bôi trơn giảm ma sát và kỹ thuật làm kín mối ghép chống rò rỉ môi chất công nghiệp.
Kiến thức nền tảng được xây dựng
Giáo trình củng cố và hệ thống hóa các nguyên lý kỹ thuật nền tảng:
- Lý thuyết hư hỏng và thoái hóa bề mặt: Phân định rõ ràng giữa bề mặt hình học danh nghĩa và bề mặt kỹ thuật thực tế, cơ chế mài mòn cơ học, mòn dính, ăn mòn hóa học và phá hủy mỏi.
- Nguyên lý kích thước sửa chữa và bù mòn: Thiết lập các công thức dung sai lắp ghép khi thay đổi kích thước danh nghĩa theo cốt sửa chữa hoặc sử dụng chi tiết phụ thêm dạng bạc lót, ống nối.
- Khung lý thuyết kiểm tra không phá hủy: Cơ chế phân bố đường sức từ trong phương pháp hạt từ, cơ chế xuyên thấu của bức xạ Rơngen và sóng âm trong vật liệu kim loại.
Kỹ năng phát triển
Người học được rèn luyện các nhóm năng lực kỹ thuật:
- Kỹ năng đo kiểm và chẩn đoán: Khả năng sử dụng panme, thước cặp điện tử, đồng hồ so để xác định độ côn, độ ô-van, độ không đồng trục và độ đảo hướng kính.
- Kỹ năng thao tác cơ khí chuyên dụng: Thực hiện các quy trình tháo vòng bi bằng vam cơ khí, vít đẩy; vận hành thiết bị nâng hạ an toàn theo tín hiệu chỉ huy xưởng.
- Kỹ năng xây dựng quy trình công nghệ: Lập bảng quy trình tháo lắp tuần tự cho các bộ truyền và cơ cấu máy, lựa chọn phương pháp phục hồi (hàn đắp, mạ điện, gia công cắt gọt) phù hợp với điều kiện kỹ thuật của từng chi tiết.
Phương pháp giảng dạy và học tập
Giáo trình định hình mô hình giảng dạy tích cực, lấy người học làm trung tâm và gắn liền với thực tế phân xưởng cơ khí:
- Phương pháp sư phạm của giảng viên: Kết hợp thuyết trình ngắn, nêu vấn đề kỹ thuật, phân tích tình huống thực tế sản xuất và tổ chức thảo luận nhóm. Giảng viên sử dụng phòng học tiêu chuẩn trang bị máy tính, máy chiếu (Projector), mô hình cắt bổ và mẫu vật chi tiết máy thực tế.
- Phương pháp học tập của sinh viên: Sinh viên nghiên cứu tài liệu trước khi lên lớp theo đề cương từng chương; tổ chức học tập nhóm từ 4–6 người, phân công nhiệm vụ cụ thể để thảo luận tình huống và viết báo cáo chuyên đề. Sinh viên phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng lý thuyết; trường hợp vắng quá 30% số tiết bắt buộc phải học lại môn học.
- Phương pháp đánh giá kết quả học tập: Thực hiện theo Quy chế đào tạo cao đẳng hệ chính quy (Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH) và quy định của Trường Cao đẳng Dầu khí:
| Thành phần đánh giá |
Hình thức kiểm tra |
Thời điểm |
Trọng số |
Chuẩn đầu ra đánh giá |
| Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) |
Hỏi miệng, trắc nghiệm, báo cáo |
Sau mỗi 15 giờ |
40% (kết hợp) |
A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2 |
| Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) |
Viết, trắc nghiệm, thực hành |
Sau 15 giờ tiếp theo |
|
A4, B4, C3 |
| Thi kết thúc môn học |
Tự luận, trắc nghiệm hoặc thực hành |
Sau 45 giờ học phần |
60% |
Toàn bộ chuẩn đầu ra A, B, C |
Điểm học phần được tính theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân) và quy đổi sang thang điểm 4 theo hệ thống tín chỉ.
Điểm nổi bật và cập nhật
Nội dung giáo trình phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành trong lĩnh vực sửa chữa cơ khí công nghiệp:
- Dữ liệu kinh tế – kỹ thuật định lượng: Giáo trình đưa ra các căn cứ định lượng rõ ràng cho quyết định sửa chữa, như việc chỉ ra chi phí phục hồi thường chỉ bằng $15%\text{--}46%$ giá thành chế tạo chi tiết mới; chiều sâu lớp kim loại mỏng dưới bề mặt cần khảo sát biến cứng $a \le 1\text{ mm}$; sai số lệch tâm ổ lăn cho phép là $1{,}0\text{ mil/inch}$ đường kính ngỗng trục.
- Tích hợp các phương pháp kiểm tra không phá hủy chuyên sâu: Cập nhật các kỹ thuật chẩn đoán hiện đại gồm phương pháp chụp ảnh phóng xạ bằng tia Rơngen, phương pháp kiểm tra bột từ đối với các vết nứt bề mặt có độ sâu $\le 10\text{ mm}$, phương pháp siêu âm chùm tia phản xạ và phương pháp phát quang bằng hỗn hợp dầu biến thế, dầu hỏa, xăng kết hợp chiếu tia cực tím.
- Tổng hợp các công nghệ gia công phục hồi tiên tiến: Không giới hạn ở gia công cơ khí truyền thống, giáo trình bổ sung các công nghệ gia công bề mặt đặc biệt như phun phủ hồ quang, mạ hợp kim nhiều lớp, thấm hóa nhiệt đa nguyên tố (C, N, Si, B, Al) và công nghệ gia công tia lửa điện, laser.
- Tính thực tiễn trong ngành dầu khí: Các ví dụ và hướng dẫn tháo lắp, kiểm tra tập trung trực tiếp vào các đối tượng cụm chi tiết đặc thù như ổ trượt hai nửa, cổ trục khuỷu, bạc lót sơ-mi xi-lanh và các dạng khớp nối trục trong máy nén, máy bơm công nghiệp.
Đối tượng sử dụng giáo trình
Giáo trình được thiết kế cho các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và sản xuất công nghiệp:
- Sinh viên chuyên ngành: Tài liệu học tập bắt buộc cho sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và sinh viên hệ Cao đẳng, Trung cấp nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí.
- Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức khoa học tự nhiên cơ bản và các môn học/mô-đun cơ sở ngành cơ khí bao gồm:
- Vẽ kỹ thuật 1 và 2 (MECM52003, MECM62012)
- Vật liệu cơ khí và công nghệ kim loại (MECM53002)
- Dung sai và đo lường (MECM53001)
- Cơ kỹ thuật (MECM64011)
- Gia công nguội cơ bản (MECM53104)
- Nguyên lý – Chi tiết máy (MECM62015)
- Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa, căn cứ xây dựng đề cương bài giảng, thiết kế bài tập tình huống xưởng và thiết lập ngân hàng câu hỏi kiểm tra đánh giá theo chuẩn đầu ra.
- Kỹ thuật viên tại doanh nghiệp: Tài liệu tham khảo hữu ích cho thợ sửa chữa, kỹ thuật viên bảo trì tại các xưởng cơ khí, nhà máy chế biến dầu khí nhằm chuẩn hóa quy trình tháo lắp, đo kiểm sai lệch và lựa chọn công nghệ phục hồi chi tiết.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này phù hợp với ai?
Giáo trình được biên soạn phục vụ chính thức cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí; đồng thời phù hợp cho học viên hệ trung cấp, cao đẳng các ngành cơ khí chế tạo, sửa chữa thiết bị công nghiệp và cán bộ kỹ thuật tại phân xưởng bảo trì.
2. Cần kiến thức nền nào để học môn học này?
Người học bắt buộc phải tích lũy kiến thức cơ sở ngành cơ khí gồm: Vẽ kỹ thuật cơ khí, Cơ học lý thuyết, Sức bền vật liệu, Kim loại học và nhiệt luyện, Kỹ thuật dung sai – đo lường, và Nguyên lý – Chi tiết máy.
3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu sửa chữa cơ khí chung?
Giáo trình tập trung chuyên sâu vào quy trình sửa chữa thiết bị công nghiệp dầu khí (bơm, quạt, máy nén khí); chuẩn hóa các quy trình an toàn nâng hạ tải trọng nặng, cung cấp chi tiết quy trình kiểm tra không phá hủy (NDT) bằng hóa chất phát quang, siêu âm, chiếu tia và định lượng hiệu quả kinh tế của các phương pháp phục hồi chi tiết máy.
4. Làm sao để tự học và nghiên cứu giáo trình hiệu quả?
Người học cần kết hợp đọc trước lý thuyết từng chương, làm việc nhóm 4–6 người để giải quyết các câu hỏi thảo luận cuối chương, đối chiếu lý thuyết kích thước sửa chữa (cốt 1, cốt 2) với các mẫu vật thực tế và quan sát quy trình sửa chữa tại các xí nghiệp, xưởng thực hành.
5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?
Giáo trình dẫn chiếu trực tiếp đến các 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 Giáo trình Công nghệ chế tạo máy.
Kết luận
Giáo trình Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (Mã môn: MECM64016) của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp hệ thống lý thuyết và phương pháp công nghệ hoàn chỉnh về công tác kiểm tra, tháo lắp, phục hồi và bảo trì chi tiết máy. Nội dung tài liệu xác lập nền tảng kỹ thuật quan trọng, đóng vai trò bản lề trong chương trình đào tạo nghề Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí. Việc nắm vững các nguyên tắc kỹ thuật trong giáo trình tạo tiền đề trực tiếp để người học tiếp thu các mô-đun thực hành chuyên sâu như Sửa chữa bảo dưỡng bơm, máy nén khí, động cơ đốt trong và thực tập sản xuất tại các doanh nghiệp công nghiệp dầu khí.
