Trước đây để có thiết bị cho học sinh thực tập nhà trường phải đầu tư máy xúc, máy ủi với giá từ 1,6 tỷ đến 5 tỷ đồng, ngoài ra còn bố trí vị trí lắp đặt đòi hỏi phải có diện tích lớn đặt ngoài trời không đưa được vào xưởng. Vì vậy nhà trường thường bố trí cho học sinh tham quan trực tiếp từ các công ty, và thường đến xưởng sửa chữa đại tu máy công trình của công ty chế tạo máy VINACOMIN để cho học sinh tiếp cận với hệ thống điện, thủy lực.

Khi tham quan tại công ty do yêu cầu về an toàn trong sản xuất mà các loại máy móc sửa chữa đại tu là loại máy đắt tiền nên cả học sinh và giáo viên chỉ được quan sát công nhân, kỹ sư thực hiện công việc, không được trực tiếp thực hiện công việc do đó khó khăn trong tìm hiểu và nhận biết cấu tạo và nguyên lý làm việc cũng như tìm ra các lỗi sai hỏng của hệ thống. Chính vì do chỉ được quan sát bên ngoài nên khi học thực hành học sinh khó hình dung và tìm hiểu ngay được cấu tạo, nguyên lý làm việc và cách kiểm tra lỗi của hệ thống điện, thủy lực máy công trình. Mà các thiết bị của hệ thống điện gắn trên máy xúc được đặt ở các vị trí khó quan sát, khó tiếp cận. Xuất phát từ những khó khăn mà thầy và trò gặp phải trong quá trình học mà thầy giáo Nguyễn Văn Nhiu cùng đồng tác giả chế tạo ra giải pháp “Mô hình dàn trải hệ thống điện máy xúc HYUNDAI 140W-7”.

Mô hình với đầy đủ các tính năng của máy thi công xây dựng sử dụng hệ thống điện của loại máy xúc hiện đại, có hộp đen điều khiển. Hộp đen sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu đưa tín hiệu đến cơ cấu chấp hành để cho máy hoạt động một cách hoàn hảo nhất. Máy sử dụng nguồn điện 1 chiều ắc quy U = 24V, I = 80Ah và nguồn điện xoay chiều một pha U = 220V với công suất tiêu thụ điện 0,25kW/h. Trong mô hình động cơ đốt trong được thay thế bằng động cơ điện 3 pha, nên khi hoạt động không gây tiếng ồn và ô nhiễm môi trường, thuận lợi và đảm bảo an toàn cho học thực hành trong xưởng. Động cơ điện được lắp vành răng bánh đà, phía trên lắp tấm ốp bảo vệ bánh đà và có gắn cảm biến đo tốc độ, ngoài ra trên hệ thống còn có rất nhiều các cảm biến khác để phục vụ cho hệ thống chạy một cách an toàn hiệu quả và tinh tế nhất. Động cơ điện được điều khiển bằng biến tần có thể thay đổi tốc độ phù hợp với tốc độ của động cơ đốt trong trên máy thực thế. Khi động cơ làm việc cảm biến tốc độ động cơ và các cảm biến khác sẽ nhận tín hiệu đưa về hộp đen, hộp đen chính là bộ phận điều khiển trung tâm nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa đến các cơ cấu chấp hành đồng thời báo lên màn hình hiển thị các lỗi (nếu có) bằng đèn báo hoặc các mã lỗi của hệ thống.

Mạch điện của hệ thống trên mô hình đã được thiết kế chế tạo, như mạch điện của máy xúc thật giúp cho học sinh dễ tìm hiểu và tiếp cận với máy trên thực tế. Mô hình được sử dụng ngay trong phòng học (hoặc xưởng trường) sẽ tiết kiệm thời gian, tăng thời lượng thực tập của học sinh được nhiều hơn, dễ quan sát hơn, dễ tiếp cận đến từng thiết bị chi tiết của mô hình, tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường (do giảm thời gian học thực hành ở ngoài trời phụ thuộc vào thời tiết). Hơn nữa giá thành rẻ tiết kiệm được nhiên liệu, vật tư, thiết bị, tiết kiệm được thời gian thực hiện công việc bảo dưỡng và sửa chữa các lỗi của hệ thống điện điều khiển thủy lực để dành thời gian học và luyện các kỹ năng thao tác vận hành.

Từ khi có mô hình dàn trải hệ thống điện máy xúc HYUNDAI 140W-7  học sinh thực tập chi phí về nhiên liệu, vật tư phục vụ thực tập làm bài tập sẽ tiết kiệm được từ 90-150 triệu đồng/lớp học, trong nhà trường thường xuyên có số lớp học sinh học thực hành từ 5-9 lớp. Mô hình đã nâng cao kiến thức và trình độ chuyên môn của các giáo viên, khuyến khích sự nghiên cứu và tìm tòi sáng tạo. Ứng dụng công nghệ mới vào giảng dạy một cách linh hoạt. Tạo không gian tiện lợi, giúp học sinh hứng thú trong quá trình thực hiện kỹ năng, học sinh được thực hành nhiều hơn do có nhiều thời gian, học sinh sớm có kỹ năng thực hiện công việc, và giáo viên dễ quan sát uốn nắn thường xuyên. Giải pháp này có thể áp dụng rộng rãi trong các trường đào tạo nghề, vận hành máy thi công nền, sửa chữa máy thi công xây dựng…

Với giải pháp trên thầy Nguyễn Văn Nhiu cùng cộng sự đã thử nghiệm thành công từ năm 2013, đã ứng dụng trong sản xuất quy mô nhỏ và đoạt giải Ba trong Hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh lần thứ VII năm 2014-2015.

Thu Hoài