What is the accuracy of an overload protection system for EOT crane using load pins.

The aim of this document is to analyze where the different measurement errors come from and to define their importance.
The measurement accuracy of an overload protection system is dependent of several factors:

  1. Accuracy of the load-pin
    A load pin has essentially mechanical errors (non-linearity, hysteresis and non-repeatability). They depend on the dimensions of the axis (length / diameter ratio which cannot be too small) as well as the quality of the supports.For standard axes (5300 series), this error represents ± 0.5% of their full scale.If necessary, this error can be reduced to ± 0.2% by profiling the axis (feasibility to check).
    On the other hand, if the ratio length / diameter is too small this error can go up to 5%.
    As the thermal drifts of zero and sensitivity are less than 0.2% of full scale / 10° C, they are often negligible compared to mechanical errors.

  2. Accuracy of the load limitation electronics
    The accuracy of a load limitation electronics like Crane-Boy is of the order of ± 0.1%.
    The error induced by these electronics is therefore generally negligible compared to other errors

  3. Weight of the hoisting cable
    Higher the load smaller is the part of cable supported by the load pin.
    The importance of this error depends on the ratio between the cable weight and the nominal load hoisted.
    The only way to cancel this error is to always do the measurements at the same height.
    To eliminate this error, it will therefore be necessary to measure with the load at the same height or to provide a correction system taking into account the height of this height.

  4. Errors due to frictions in the pulley blocks
    The consequence of frictions in the various pulleys is that the apparent load on the load pin seems lighter when the load is being hoisted and heavier when the load is being lowered.
    It is possible to lessen the influence of these frictions by always taking the measurement after the same hoisting or lowering action.

  5. Errors due to dynamic phenomenon’s
    The hoisted loads rarely stay still, and the resulting acceleration is added to that of gravity.
    This influence can be lessened by treating the signal of the load pin with an adequate filtering of the electronics and by waiting for the load to be still.

Finally:
Considering a load pin with favorable dimensions and making calibration and load measurement always at the same height, after a rise in low speed, the accuracy of the measurement will be between ± 1 and 2% of the crane’s capacity. 

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Quelle est la précision d’un système de limitation de charge dont le capteur est un axe dynamométrique?

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Réponse:
La précision de mesure d’un système de limitation de charge dépend de différents facteurs:

  1. La précision de l’axe dynamométrique
    Un axe dynamométrique présente essentiellement des erreurs mécaniques (non-linéarité, hystérésis et non répétabilité). Elles dépendent des dimensions de l’axe (rapport longueur / diamètre qui ne peut être trop petit) ainsi que de la qualité des appuis.Pour les axes standards (série 5300), cette erreur représente ± 0,5 % de leur pleine échelle.Si nécessaire, cette erreur peut être ramenée à ± 0,2 % moyennant un profilage de l’axe (faisabilité à vérifier).
    En revanche, si le rapport longueur/diamètre est trop petit cette erreur peut monter à 5 %.Les dérives thermiques de zéro et de sensibilité étant inférieures à 0,2 % de la pleine échelle/10°C, elles sont souvent négligeables par rapport aux erreurs mécanique.

  2. La précision de l’électronique de limitation:
    La précision d’une électronique de limitation de type Crane-Boy est de l’ordre de ±0,1%.L’erreur induite par cette électronique est donc généralement négligeable en comparaison aux autres erreurs.

  3. Le poids du câble de levage: 
    Plus la charge est en hauteur, plus le câble est enroulé sur le tambour et donc moins supporté par l’axe dynamométrique.
    Cela peut provoquer une erreur de plusieurs % entre la position basse et la position haute de la charge.
    Pour éliminer cette erreur il faudra donc toujours faire la mesure à la même hauteur ou prévoir un système de correction tenant compte de la hauteur de levée.

  4. Les frottements dans les poulies de levage:
    Les poulies de levage présentent une résistance à la rotation. La conséquence de ces frottements est:
    • En montée: de diminuer la charge appliquée à l’axe dynamométrique
    • En descente: de l’augmenter.Pour atténuer cette erreur, il conviendra d’effectuer l’étalonnage et les mesures de charge toujours après un même mouvement (à priori une montée).

  5. Les phénomènes dynamiques
    Toute accélération ou décélération de la charge perturbera dans un sens ou l’autre la mesure de son poids.
    Il est possible d’atténuer l’influence de ces perturbations par un filtrage adéquat au niveau de l’électronique de limitation mais cela est limité car le temps de réponse de la limitation de charge ne peut être trop long.

En conclusion:
Compte tenu d’un axe dynamométrique aux dimensions favorables et en faisant l’étalonnage et la mesure de charge toujours à la même hauteur, après une montée en petite vitesse, la précision de la mesure sera comprise entre ± 1 et 2 % de la charge maximale d’utilisation (CMU) de l’engin de levage.

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