Проектирование козлового грейферного крана грузоподъемностью 10 тонн со снижением металлоемкости пролетной части

Природопользование  и охрана окружающей среды.

Введение.

Грузоподъемные машины как таковые не загрязняют окружающую среду. Непосредственное отношение  к этому имеют машиностроительные предприятия, на которых производятся данного вида машины. Эти предприятия имеют цеха по обработке различных металлов, например, такие как, литейный цех, кузнечно – прессовый и др. В процессе производства машин используется большое количество сварочных работ, переработка неметаллических материалов, лакокрасочные операции, что пагубно влияет на окружающую среду.

Твердые отходы машиностроительного  производства содержат амортизационный  лом, стружки и опилки металлов, пластмасс  и др. Количества амортизационного лома зависит от намеченного списания в лом изношенного оборудования и имущества, а также от замены отдельных деталей в ППР.

Анализ состава загрязнения  выбрасываемых в атмосферу машиностроительными  предприятиями вредных веществ  показывает, что кроме основных примесей атмосферы пыль, гарь, в выбросах содержатся другие токсические вещества, которые пагубно влияют на окружающую среду.

 

   Кран в процессе  работы является незначительным источником загрязнения:

 

   - материальных: твердых  – пыль, продукты износа деталей

                                жидкостных – при утечке смазочных материалов;

 

    - энергетических: тепловые излучения, шум и вибрация при подъеме и перемещении   груза, при неисправностях механизмов, при подаче     звуковых сигналов создаются электромагнитные поля, создаваемые электрооборудованием крана.

      Данные загрязнения следует устранять несколькими способами:

    - периодически  производить чистку крана от  пыли и других твердых частиц;

    - отработанное  масло и другие смазочные материалы  сдавать специальным

       организациям  для утилизации;

    - проводить планово-предупредительный ремонт с целью устранения неисправностей механизмов.

 

 

 

 

 

 

Энергосбережение.

 

Основным источником движущей силы в грузоподъемных машинах  является электрическая энергия (за исключением машин с двигателем внутреннего сгорания).

Именно стремление человека к разработке новых способов получения электрической энергии влечет за собой последствия, которые наносят несравнимый и масштабный вред окружающей среде. Человечество знает множество таких примеров, что стоят для природы аварии на атомных электростанциях, гидростанциях, сколько вредных веществ выбрасывает в атмосферу топливные электростанции.

В 21 веке актуальным стал вопрос об энергосбережении по всему  миру. Активные меры в этом направлении принамет Евросоюз.

В декабре 2005 года ЕС выпустил директиву, обязывающую все входящие в него страны разработать национальные планы действий по повышению энергоэффективности (EEAPs – Energie–Effizienz–Actions–Plane). В соответствии с EEAPs в ближайшие 9 лет (с 2008 по 2017 годы) каждая из 27 стран ЕС должна достигать ежегодно хотя бы 1% экономии электроэнергии во всех секторах ее потребления.

По заданию Еврокомиссии схему  реализации EEAPs разработал Вуппертальский институт (Германия). Начиная с 2011 года, все страны ЕС обязаны неукоснительно выполнять эти обязательства.

Разработка и контроль выполнения планов по повышению энергоэффективности  систем искусственного освещения поручена специально созданной рабочей группе – ROMS (Roll out Member States). Она была образована в начале 2007 года Европейским союзом производителей осветительных приборов и их компонентов (CELMA) и Европейским союзом изготовителей источников света (ELC).

По расчетным оценкам экспертов  этих союзов, все 27 стран ЕС за счет внедрения энергоэффективных осветительных  средств и систем имеют реальные возможности для суммарного сокращения эмиссии СО2 почти на 40 млн. т/год, из них: 20 млн т/год СО2 – в частном секторе; 8,0 млн т/год СО2 – в общественных зданиях различного назначения и сфере услуг; 8,0 млн т/год СО2 – в промышленных зданиях и мелких производствах; 3,5 млн т/год СО2 – в установках наружного освещения городов.

В соответствии со статьей 12 директивы ESD (Energy Services Directive) Еврокомиссия делегировала Европейскому комитету по нормированию в электротехнике (CENELEC) мандат на разработку специальных норм по энергосбережению. Эти нормы должны предусматривать гармонизированные методы расчета характеристик энергоэффективности как зданий в целом, так и отдельных изделий, установок и систем в комплексе инженерного оборудования.

В представленном в октябре 2006 года Еврокомиссией плане действий по энергосбережению были приведены жесткие стандарты по энергоэффективности для 14 групп товаров. Список данных товаров был увеличен до 20 позиций в начале 2007 года. К товарам, подлежащим особому контролю по энергосбережению, были отнесены осветительные приборы для уличного, офисного и бытового использования.

В июне 2007 года европейские производители осветительного оборудования опубликовали подробности, касающиеся постепенного свертывания производства низкоэффективных осветительных лампочек, предназначенных для бытовых нужд, и их полного вывода с европейского рынка к 2015 году. В соответствии с приведенными расчетами, эта инициатива приведет к снижению на 60% выбросов СО2 (на 23 мегатонны в год) бытовыми осветительными приборами, экономии в сумме около 7 млрд евро или 63 тысяч гиговатт-часов электроэнергии в год. Специальный уполномоченный Евросоюза по энергетическим вопросам Андрис Пибалгс высказал удовлетворение инициативой, выдвинутой производителями осветительного оборудования.

В декабре 2008 года Еврокомиссия приняла решение об отказе от ламп накаливания. Согласно принятому постановлению, потребляющие много электроэнергии источники света будут заменены на энергосберегающие постепенно:

- сентябрь 2009 года – запрещаются матовые и прозрачные лампы накаливания более 100 Вт;

- сентябрь 2010 года – не допускаются прозрачные лампы накаливания более 75 Вт;

- сентябрь 2011 года – запрещаются прозрачные лампы накаливания более 60 Вт;

- сентябрь 2012 года – вводится запрет на прозрачные лампы накаливания более 40 и 25 Вт;

- сентябрь 2013 года – вводятся жесткие требования для компактных люминесцентных ламп и светодиодных светильников;

- сентябрь 2016 года – вводятся жесткие требования для галогенных ламп.

Россия в след за Евросоюзом  развивает программу энергосбережения. В 1996 году в России был принят Закон "Об энергосбережении", который в силу целого ряда причин так и не заработал. В ноябре 2008 года Госдума приняла в первом чтении проект закона "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности", предусматривающий введение нормативов энергоэффективности устройств мощностью свыше 3 кВт.

Целями введения норм, предусмотренных проектом закона, является повышение энергетической эффективности и стимулирование энергосбережения в Российской Федерации.

Согласно проекту закона, меры государственного регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности осуществляются путем установления: перечня показателей для оценки эффективности деятельности органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации и органов местного самоуправления в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности; требований к производству и обороту энергетических устройств; ограничений (запрета) в области производства в целях реализации на территории Российской Федерации и оборота в Российской Федерации энергетических устройств, допускающих непроизводительный расход энергетических ресурсов; требований учета производства, передачи и потребления энергетических ресурсов; требований по энергетической эффективности для зданий, строений и сооружений; требований к содержанию и срокам проведения мероприятий по энергосбережению в жилищном фонде, в том числе для граждан – собственников квартир в многоквартирных домах; требований обязательного распространения информации в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности; требований по реализации информационных и образовательных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

2 июля 2009 года президент России Дмитрий Медведев, выступая на заседании президиума Госсовета по вопросам повышения энергоэффективности российской экономики, не исключил, что в России в целях повышения энергоэффективности будет введен запрет на оборот ламп накаливания.

В свою очередь министр  экономического развития Эльвира Набиуллина по итогам заседания президиума Госсовета РФ сообщила, что запрет на производство и оборот ламп накаливания мощностью более 100 Вт может быть введен с 1 января 2011 года. По словам Набиуллиной, соответствующие меры предусматривает проект закона об энергоэффективности, который готовится ко второму чтению.

Особое внимание следует  обратить на такую меру снижения потребления  электроэнергии, как использование энергосберегающих энергетических установок. В машиностроении такими установками могут быть частотные преобразователи позволяющие снизить потребление электрической энергии двигателями,  усовершенствованные конструкции передаточных механизмов, вращающихся и трущихся частей машин.

Все эти меры, направленные на уменьшение потребления электроэнергии полностью соответствуют  указу  президента «О принятии мер по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики»

Вот некоторые из пунктов, которые выделил президент:

В целях снижения к 2020 г. энергоемкости валового внутреннего  продукта Российской Федерации не менее  чем на 40% по сравнению с 2007 г., обеспечения  рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов постановляю:  
а) в 2008—2009 гг.:

- принять меры по  техническому регулированию, направленные  на повышение энергетической и экологической эффективности таких отраслей экономики, как электроэнергетика, строительство, жилищно-коммунальное хозяйство, транспорт;

б) до 1 октября 2008 г. подготовить и внести в Государственную Думу Федерального Собрания Российской Федерации проекты федеральных законов, предусматривающих экономические механизмы, стимулирующие хозяйствующих субъектов, применяющих энергосберегающие и экологически чистые технологии;

Как отметил президент  нужно использовать экологически чистые технологии, и применение усовершенствованных  моделей энергетических установок, в частности в грузоподъемных машинах возможно применение современных  типов приводов, позволяющих снизить потребление электрической энергии. Не секрет что большинство оборудования применяемого в грузоподъемном машиностроение в России морально и технически устарело, в то время как зарубежные производители уделяют этому вопросу большое внимание. А применение специальной системы масленок, смазывающих цепь со ступенями, также позволяет уменьшить потребление ГСМ.

Из доклада Министра природных ресурсов и экологии РФ, ясно, что платить за вредные выбросы  будет дороже. Те же предприятия  и организации, которые будут использовать энергосберегающие и экологически чистые технологии, будут поощряться.

Расчет выбросов парка автомобилей.

       Цех в котором работает кран обслуживает 3 автомобиля. Предприятию приходится вносить в свой бюджет расходы, связанные с загрязнением окружающей среды. Плата взимается  за  выбросы в атмосферу загрязняющих  веществ от передвижных транспортных средств.

 Ежеквартальные выплаты за загрязнение природной среды, избавят организацию от  риска получить значительный административный штраф.

Плата за негативное воздействие  на атмосферу выбросов  загрязняющих веществ автотранспортом рассчитывается по формуле:

,

где   Р_к – норматив платы, установленный Правительством РФ от 12.06. 2003 № 344, за выбросы, образованные при использовании 1 тонны i-го вида топлива транспортными средствами k-го типа, руб.

Т_i – количество i-го типа топлива, израсходованного автомобилями за отчетный период, тонн;

К_эк – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы в данном регионе (для Уральского экономического района К_эк =2);

 К_доп – коэффициент, учитывающий месторасположение предприятия относительно городской черты, применяется   при выбросе загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов =1,2;

К_инф – коэффициент, учитывающий инфляцию, устанавливается в соответствии с федеральным законом о федеральном бюджет,

n – число типов транспортных средств.

Количество i-го типа топлива, израсходованного автомобилями за отчетный период, тонн, рассчитывается по формуле:

,

где   V_i – расход топлива i-го вида, израсходованного автомобилем за отчетный период, л;

P_i – плотность топлива i-го вида, израсходованного автомобилем за отчетный период, кг/л/, 0,75кг/л;

N_ik  – количество автомобилей.

Если организация, на балансе которой числятся транспортные средства, не имеет разрешения на выбросы, то при расчете платы используется повышающий коэффициент, равный 5, в  соответствии с Порядком определения  платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия, утвержденного Постановлением Правительства РФ от 20.08.1992 № 632. В этом случае плата за выбросы загрязняющих веществ автотранспортом рассчитывается по формуле: