Muốn tìm tòi, đào sâu các môn khó của ngành Cơ khí, Thanh Nguyên đăng ký thi Olympic Cơ học và ba lần liên tiếp đạt giải.

Thành tích này cùng bài báo khoa học đăng trên Tạp chí Cơ khí giúp Nguyễn Thị Thanh Nguyên, sinh viên năm cuối ngành Cơ khí, trường Đại học Bách khoa TP HCM, nhận giải thưởng Nữ sinh khoa học công nghệ năm 2024.

Là nữ sinh hiếm hoi học Cơ khí, Nguyên từng tự hỏi về khả năng và cơ hội của em với ngành học được mặc định phù hợp với nam giới.

“Giải thưởng không chỉ là sự công nhận những nỗ lực mà còn là nguồn động lực rất lớn giúp em phấn đấu tiến về mục tiêu đã đề ra”, Nguyên chia sẻ.

Nguyên kể thời phổ thông rất tò mò về máy móc, thường tự tháo rồi lắp ráp đồ chơi, vật dụng trong nhà “để xem bên trong có gì”. Em cũng thích thú nhìn các bác thợ sửa chữa máy móc, trong cửa hàng ngổn ngang vật dụng, mặt đất đen nhẻm vì dầu nhớt.

“Cảm giác một mình, tập trung toàn bộ tâm trí trong không gian riêng của mình rồi tìm ra nguyên lý hoạt động của một đồ vật đối với em rất thú vị”, Nguyên cho hay.

Lựa chọn của Nguyên không được mẹ ủng hộ vì sợ con gái làm việc với máy móc nặng nề, cực nhọc. Nhưng chị gái ủng hộ em. Bằng trải nghiệm của mình và bạn bè, chị phân tích cho Nguyên thấy chỉ khi học ngành yêu thích mới đam mê tìm hiểu sâu. Nếu bỏ nhiều thời gian theo đuổi thứ mình không thích thì sau này sẽ khó bắt đầu lại. Những chia sẻ từ chị giúp Nguyên vững tin vào lựa chọn của mình.

Bố mẹ chỉ buôn bán nhỏ, nên mục tiêu của Nguyên không chỉ học để hiểu mà còn đạt học bổng để giảm gánh nặng học phí. Năm đầu, chưa thật sự bắt nhịp được với cách học mới, em vuột mất khoản này ở kỳ II.

Sang năm thứ hai, Nguyên thay đổi cách học, không để nước đến chân mới nhảy. Học xong bài nào, em làm ngay bài tập hôm đó, lưu ý những môn có nhiều công thức tính toán. Quy tắc này giúp nữ sinh duy trì thói quen học tập, dễ dàng gợi nhớ lại kiến thức khi chuẩn bị thi cuối kỳ. Nhờ đó, Nguyên đạt mục tiêu giành học bổng.

Nhà ở quận 5, hàng ngày đến trường tại Thủ Đức bằng xe bus phải mất hơn ba tiếng nên Nguyên chọn ở ký túc xá để tiết kiệm thời gian và chi phí. Mỗi tháng, em gói ghém chi phí sinh hoạt không vượt quá hai triệu đồng.

“Nhiều người sẽ thấy cuộc sống của em tẻ nhạt vì gần như không đi chơi, ăn vặt hay uống trà sữa. Khi nào căng thẳng, em đạp xe vòng quanh ký túc xá rồi về học tiếp. Em hài lòng với thói quen như vậy”, Nguyên chia sẻ.

Đi theo định hướng thiết kế máy, Nguyên càng học càng thấy hứng thú với các bài tập khó. Chẳng hạn, cùng một yêu cầu và nguyên liệu đầu vào, mỗi kỹ sư có thể đưa ra những phương án chế tạo khác nhau sao cho tiết kiệm và hiệu quả nhất.

Nguyên cho hay xuyên suốt quá trình học tập, em chỉ tập trung vào câu hỏi “mình đã hiểu bài hay chưa, có thể áp dụng vào thực tế không”.

Theo Nguyên, Cơ khí được đánh giá là ngành khó vì kiến thức nhiều nhưng khô khan, nặng công thức, tính toán. Chỉ cần hổng một “mắt xích”, sinh viên cũng dễ lung lay, mất gốc. Vì thế, dù có môn đã đủ điểm qua, nhưng nếu thấy chưa nắm chắc kiến thức, em vẫn “đào xới” lại cho đến khi hiểu rõ bản chất mới thôi.

Nguyên lý máy là một trong số những môn như vậy. Học môn này từ năm thứ hai, em vẫn nghiên cứu, lật đi lật lại kiến thức đến tận năm cuối.

Đây cũng là lý do khiến Nguyên đăng ký thi Olympic Cơ học năm 2024 ở môn Nguyên lý máy và giành giải ba. Trước đó, nữ sinh có hai năm liền thi ở môn Chi tiết máy, đạt giải nhì và ba.

Thói quen đào sâu kiến thức cũng là cơ duyên để Nguyên có bài báo khoa học đầu tiên đăng trên Tạp chí Cơ khí hồi tháng 6/2023 với vai trò là tác giả chính. Khi giải bài toán tổng quát chọn bu-lông phù hợp giữa hộp giảm tốc và khung máy, Nguyên tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết tính toán của bu-lông, vốn là chương khó nhất trong môn Chi tiết máy. Nhờ đó, nữ sinh hiểu sâu hơn về cách tính bu-lông trong các bài toán thực tế. Nguyên và nhóm bạn đã tạo ra một chương trình tính toán chọn bu-lông phù hợp chỉ bằng cách nhập thông số cụ thể, tiết kiệm thời gian trong việc tra bảng và kiểm tra lại độ bền của nó trong các máy móc thực tế.

Nguyên ví dụ khi thiết kế máy móc, kỹ sư phải tính toán các chi tiết và chọn bu-lông có thông số phù hợp. Công đoạn này phải tính tay, mất ít nhất 4-5 tiếng với máy móc đơn giản. Nhờ chương trình tính toán mà nhóm lập ra, công đoạn này chỉ mất khoảng một tiếng.

Nữ sinh sau đó dùng chương trình này vào đồ án và luận văn tốt nghiệp, được hội đồng chấm 9,64/10 điểm.

GS.TS Nguyễn Hữu Lộc, nguyên Trưởng khoa Cơ khí, nói ấn tượng với Nguyên ngay từ năm nhất. Bởi trong gần 400 tân sinh viên của khoa năm đó chỉ có 5 nữ sinh. Nguyên sau đó đến gặp riêng thầy để chia sẻ định hướng chọn ngành và mong muốn học hỏi, nghiên cứu.

Thầy Lộc cho hay trong ba lần tham gia Olympic Cơ học, Nguyên luôn là nữ sinh duy nhất đạt giải hoặc có giải thưởng cao nhất.

“Nguyên có năng lực tiếp thu tốt, rất chăm chỉ, chịu khó tìm tòi. Học với thầy cô nào em cũng hỏi cho đến khi hiểu rõ”, GS Lộc nói.

Theo Nguyên, mỗi môn học hoặc ngành nghề đều có cái khó riêng, không lĩnh vực nào toàn “màu hồng”. Điều người học cần quan tâm là bản thân có lĩnh hội được kiến thức chưa và khả năng áp dụng chúng vào thực tế tới đâu. Những gì thuộc về kỹ năng lâu dài thì phải chăm chỉ luyện tập hàng ngày.

“Điều quan trọng của việc học là hiểu bản chất và áp dụng được. Đây là điều tiên quyết trước khi nghĩ đến làm được điều gì cao xa”, Nguyên chia sẻ.

Hoàn thành chương trình học với điểm trung bình 8,7/10, Nguyên đang thực hiện một số đề tài với thầy và học thêm Tiếng Anh trong khi chờ nhận bằng tốt nghiệp. Nữ sinh định đi làm một thời gian để tích lũy kinh nghiệm thực tế trước khi học lên cao hoặc du học.

1. Dây Curoa là gì?

– Dây curoa là một trong những thiết bị truyền động và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp và đời sống. Có các loại đai khác nhau như: dây đai thang, dây đai răng, dây đai phi tròn, dây đai bản dẹt…
– Dây curoa là một phụ kiện quan trọng của chuyển động trong công nghiệp. Nó có hình dạng vòng liên tục hoặc dạng mở làm từ chất liệu cao su tổng hợp hoặc Polyurethane. Bề mặt bên ngoài trơn, có thể được tùy chỉnh và mặt trong trơn hoặc có rãnh răng để bám dính vào bề măt tiếp xúc của pulley tăng khả năng chạy đồng bộ chính xác.
– Dây curoa truyền động được chia làm 2 loại chính:
1. Dây curoa thang (V-belt)
2. Dây curoa răng (Timing Belt)
– Dây đai thang V-belt các thông số đều dựa trên tiêu chuẩn quốc tế DIN và tiêu chuẩn riêng của hãng như: BANDO, GATES, OPTIBELT… thông số dây đai V-belt khá đơn giản.
– Các đai thông dụng trên thị trường Việt Nam hiện nay, có những bảng sau: FM, A, B,C,D,E với kích thước bề rộng tương ứng là 10,13,17,22,32,38 (cũng có thể theo tỉ lệ inch: 3/8, 1/2, 21/32, 7/8, 1-1/4, 1-1/2). Đối tượng thiết kế máy chuyên nghiệp hoặc công nhân tương đối lành nghề, hầu như ai cũng biết về các giá trị này.
– Bản đai tiêu chuẩn B=17, chu vi (tùy từng hãng có thể lấy kích thước trong Li, kích thước ngoài La, kích thước trung bình Ld)=75’’(75×25.4mm).

Dây curoa là gì?

– Nhưng loại V-belt: M,A,B,C,D,E chỉ là dòng đai cũ Classic belt hiệu suất chuyền động không cao.
– Ngày nay, các hãng có dòng mới hiệu suất cao hơn đơn giản chỉ dựa vào thay đổi thông số chiều cao của thang để tăng hiệu suất.
– Dòng mới bao gồm: SPZ, SPA, SPB, SPC (loại này chu vi tính bằng mm-SPB 2000, chu vi 2000mm). 3V,5V,8V (tính theo inch-5V 1000, chu vi 100*25.4 inches = 2540 mm)
Ví dụ : Bản B và SPB về bản thang vẫn là 17 mm nhưng chiều cao B = khoảng 10mm chiều cao của SPB=13mm
– Nên hiệu suất của SPB cao hơn, đồng thời nếu bộ chuyển động bản thang B có 4 sợi mình thay bằng 3 sợi SP thôi, như vậy sẽ làm giảm khối lượng bộ truyền động, giúp tiết kiệm điện năng, nhưng chi phí mua dây SPB sẽ cao hơn so với bản B.
– Ngoài ra các hãng trên thế giới còn sử dụng các loại vật liệu khác nhau để tăng hiệu suất và tuổi thọ dây.
– Các thiết kế tùy thuộc vào ứng dụng: các loại đai thang nhưng có răng – dùng cho bộ chuyển động tốc độ cao, nhiệt độ cao khoảng 90 độ C. Dây cho các bộ chuyền động khoảng cách trục dài và rung động – dùng các loại dây đai gắn liền lưng với nhau

Dây curoa thang (V-Belt)

Dây curoa răng (Timing Belt)

 Các loại dây curoa thông dụng trên thị trường

2. Cấu tạo dây Curoa

– Dây curoa được làm từ cao su tổng hợp và có nguồn gốc dầu khí.
– Công nghệ sản xuất thì cao su được lưu hóa và thêm thành phần phụ gia phù hợp theo công nghệ của từng nhà sản xuất. Chính vì vậy độ bền và chất lượng dây phụ thuộc rất nhiều đến công nghệ và quy trình sản xuất.
Dây Curoa có 2 phần chính:
+ Phần lõi dây là phần dây đai bằng sợi thép hoặc sợi tổng hợp có chức năng chống kéo dãn dây và chịu lực kéo, chống sinh nhiệt. Độ bền và tuổi thọ của dây curoa phụ thuộc vào phần dây đai tổng hợp này, nó làm cho dây không thay đổi chiều dài trong quá trình làm việc và giảm nhiệt cho dây giúp dây bền và không sinh nhiệt khi chạy tốc độ cao và tải trọng lớn.
+ Phần Cao Su là thành phần cấu tạo chính của dây đai curoa. Chất liệu cao su tổng hợp từ nguồn gốc dầu mỏ, có trải qua quá trình lưu hóa và bảo quản tốt. Đối với mỗi nhà sản xuất thì cao su của dây có độ bền khác nhau do quá trình sử lý, lưu hóa, phụ gia, công nghệ và chất lượng nguyên liệu. Dây curoa có bền hay không thì phụ thuộc tương đối 50% vào chất lượng cao su của dây, nếu loại dây có chất lượng cao su tốt sẽ có tuổi thọ hơn cho những chuyển động tốc độ cao hoặc chuyển động có tải trọng lớn.
– Kích thước tiết diện dây curoa thang chia làm các loại gọi là bản FM, M, A, B, C, D, E,… chi tiết như hình vẽ dưới.

Cấu tạo dây curoa đai thang

Cấu tạo dây curoa đai răng

– Chiều dài trên dây curoa thể hiện bằng số phía sau trên lưng dây curoa.
Chúng ta quy đổi dây curoa theo kích thước tiêu chuẩn mm.
A25 thì bản rộng là A (theo thông số ở trên).
Còn số “25” thể hiện chiều dài 25 inch.
Muốn quy ra tiêu chuẩn hệ “cm” thì lấy 25×2,54 = 63,5 cm

3. Ưu nhược điểm của dây Curoa

Ưu điểm:
+ Có khả năng truyền động và cơ năng ở các trục ở xa
+ Làm việc êm ái không quá ồn
+ Giữ được an toàn cho các chi tiết máy và động cơ khi quá tải nhờ có khả năng trượt trơn.
+ Có thể truyền động cho nhiều trục
+ Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản.
+ Có thể làm việc trong môi trường phòng sạch, không cần dầu mỡ bảo dưỡng.
Nhược điểm:
+ Theo khuôn khổ thiết kế.
+ Tuổi thọ dây đai thấp do các tác nhân xung quanh (như bụi bẩn, dầu mỡ, nhiệt độ…)
+ Tỷ số truyền không ổn định, hiệu suất thấp do có sự trượt đàn hồi.
+ Lực tác dụng lên trục phụ thuộc vào căng đai.

4. Hướng dẫn cách tra mã dây Curoa, đọc thông số ký hiệu dây Curoa

Tùy theo từng loại dây đai và ký hiệu được tính theo hệ inch và hệ mm.

Dây đai tính theo hệ (Inch): dây đai (M, K, A, B, C, D, E), (3V, 5V, 8V).

Dây đai (M, K, A, B, C, D, E), cách đọc: Tên dây đai + chu vi (Inch)

Dây curoa tính theo hệ (mm): (SPZ, SPA, SPB, SPC), (M, K, A, B, C, D, E) cách đọc: Tên dây đai + chu vi (mm)

Ký hiệu trên dây đại thang (V-Belt) tùy theo hãng và tiêu chuẩn áp dụng của họ. Không kể tên hãng, về cơ bản có 2 phần: Chữ + Số. Ví dụ A62, B67, C80…

5. Các thông số cần tính toán khi chọn dây Curoa

Hiện nay khi đi vào sử dụng do thời gian nên mã ghi trên dây curoa bị mờ không nhìn rõ được thông số của dây curoa. Bên cạnh đó điều kiện làm việc của máy móc không thể dừng lại để đo chu vi dây curoa hay nhìn thông số dây curoa được. Do đó người kỹ thuật cần phải nắm được cách tính toán kích thước để chọn được dây curoa, dây đai thích hợp

Cách tính chiều dài dây curoa được xác định theo công thức:

– Xác định kiểu loại dây curoa: dây đai răng (timing belt), dây đai thang (V-Belt), dây đai mở (open-ended timing belt),…. Nếu là dây răng thì cần có thông số khoảng cách đỉnh răng, độ dày tổng thể của dây, độ dày của răng hoặc kiểu pulley tương ứng, bản rộng của dây. Nếu là dây thang cần đo độ dày của dây, chiều rộng bản lưng.

Trong đó:

L: Chiều dài dây curoa.

a: Khoảng cách tâm của 2 puly.

d1: Đường kính của Puly 1

d2: Đường kính của Puly 2

– Như vậy trong trường hợp không thể biết được kích thước của dây curoa do thông số trên dây curoa bị mờ hoặc điều kiện làm việc không thể dừng máy để kiểm tra chúng ta có thể đo 3 thông số: khoảng cách tâm 2 Puly, kích thước Puly 1 và kích thước puly 2 từ đó sử dụng theo công thức trên để tính toán ra chiều dài dây curoa.

– Kích thước dây curoa, dây đai tính toán được là mm ta suy ra kích thước dây curoa hệ inch bằng công thức: L(inch) = L(mm)/25.4

– Từ việc xác định loại dây curoa đến chiều dài dây curoa ta suy ra được model của dây curoa một cách dễ dàng.
Mã của dây curoa thường có cấu trúc:
Với dây thang (V-belt): Series + chu vi của dây (mm hoặc inch).
Với dây răng (Timing belt): Bản rộng dây + series + chu vi dây.

6. Ứng dụng dây curoa

– Trong lĩnh vực công nghiệp: các loại máy móc công nghiệp sản xuất, máy xúc, máy đào, máy ủi và công nghiệp hạng nặng: chế biến, khai thác khoáng sản…
– Trong lĩnh vực nông nghiệp: Máy gặt, máy tuốt, máy bơm, say xát lúa…
– Trong lĩnh vực đời sống ứng dụng trong các loại dây curoa xe máy, oto: Sh, Lead, Vision, Oto, Kia Morning …
– Trong lĩnh vực sinh hoạt: máy giặt, máy may,…,

7. Khi nào cần thay dây Curoa

Khi dây curoa bị mất độ co dãn hay mòn răng và bắt đầu bị trượt, động cơ sẽ bị tổn hao công suất dẫn đến động cơ các bộ phận khác bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Nếu dây curoa bị nứt, các thành phần khác sẽ không hoạt động bình thường tạo tiếng ồn, gây rung lắc ảnh hưởng tới tuổi thọ động cơ. Vì vậy, chúng ta phải kiểm tra và bảo trì thường xuyên dây Curoa để ngăn ngừa các tai nạn xảy ra.