Grain Damage due to Agricultural Machinery - screw calculation.pdf

8/20/2019 Grain Damage due to Agricultural Machinery - screw calculation.pdf

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University of Wollongong

Research Online

W%%'' U'$*+$0 C%% B%%$' C**a Pb%$ca$'+ A*c#$

1966

Grain Damage due to Agricultural Machinery Part1 - Harvesting Machines (survey only) and Auger

Conveyors A W. RobertsP C. Arnold

R+a*c# O'%$' $+ # ' acc++ $'+$$'a% *+$*0 !* #

U'$*+$0 ! W%%''. F* !*#* $'!*&a$' c'ac # UOW

L$b*a*0: *+a*c#[email protected]

Rc&&'dd C$a$'Rb*+, A W. a'd A*'%d, P C., "G*a$' Da&a d A*$c%*a% Mac#$'*0 Pa* 1 - Ha*+$' Mac#$'+ (+*0 '%0) a'd A*C'0*+" (1966). Wollongong University College Bulletin. Pa* 6.#2://*..d.a/cb%%/6

http://ro.uow.edu.au/http://ro.uow.edu.au/wucbullhttp://ro.uow.edu.au/corppubshttp://ro.uow.edu.au/http://ro.uow.edu.au/corppubshttp://ro.uow.edu.au/wucbullhttp://ro.uow.edu.au/http://ro.uow.edu.au/http://ro.uow.edu.au/


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Grain Damage due to Agricultural Machinery Part 1 - Harvesting Machines (survey only) and Auger Conveyors

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http://ro.uow.edu.au/wucbull/6http://ro.uow.edu.au/wucbull/6


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BULLETIN No. 8

WOLLONGONG UNIVERSITY COLLEGE

THE UNIVERSITY OF NEW SOUTH WALES

Grain Damage due to Agricult ural Machinery

Part 1 - Harvesting Machines (survey only)

and Auger Conveyors

A.W . Roberts P.C. Arnold

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

JANUARY, 1966


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BULLETI N NO. 8 .

WOLLONGONG UNI VERS I TY COLL EGE

GRAI N DAMAGE DUE T O AGRI CULTURAL MACHI NERY

PART I - HARVESTI NG MACHI NES ( SURVEY ONLY)

AND AUGER CONVEYORS

BY A. W. ROBERTS . ( S e n i o r Le c t u r e r )

a n d P. C. ARNOLD. ( Le c t u r e r )


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( i )

S UMMAR Y

Th i s r e p o r t g i v e s a s u r v e y of g r a i n d a ma g e i n h a r v e s t i n g

ma c h i n e s a n d d e s c r i b e s a n i n v e s t i g a t i o n p e r f o r me d t o s t u d y t h e

e x t e n t o f g r a i n d a ma g e c a u s e d b y a u g e r c o n v e y o r s . Ex p e r i me n t s

we r e c o n d u c t e d o n a n a u g e r t e s t r i g c o mp r i s i n g t wo a u g e r s , o n e

s i x i n c h a n d t h e o t h e r e i g h t i n c h . I n e a c h o f t wo s e r i e s o f

t e s t s p e r f o r me d a t d i f f e r e n t s p e e d s , wh e a t a t 9 $ ( we t b a s i s )

mo i s t u r e c o n t e n t wa s c i r c u l a t e d t h r o u g h b o t h a u g e r s u p t o

f i f t y t i me s . I t wa s f o u n d t h a t t h e i n c r e a s e d d a ma g e wa s

n e g l i g i b l e . Ho we v e r , a t t e n t i o n i s d r a wn t o c e r t a i n d e s i g n

f e a t u r e s s u c h a s r a d i a l c a s i n g c l e a r a n c e a n d d i s c h a r g e

a r r a n g e me n t s wh i c h ma y b e c r i t i c a l a s f a r a s d a ma g e i s c o n c e r n e d .

I n v i e w o f t h e g r a i n d a ma g e t h a t o c c ur s i n t h e c r i t i c a l s p e e d

r a n g e f o r t r a n s v e r s e v i b r a t i o n s , o p e r a t i o n o f a u g e r s i n t h i s

r a n g e s h o u l d b e a v o i d e d .

Th e l o w f l e x u r a l r i g i d i t y of a u g e r c o n v e y o r s o f t e n r e s u l t s

i n t h e c r i t i c a l s p e e d s f o r t r a n s v e r s e v i b r a t i o n s o c c u r r i n g we l l

wi t h i n t h e wo r k i n g s p e e d r a n g e . Op e r a t i o n a t o r n e a r t h e

c r i t i c a l s p e e d s h o u l d b e a v o i d e d , n o t o n l y f o r t h e s a f e g u a r d


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( i i )

o f t h e c o n v e y i n g ma c h i n e r y i t s e l f , b u t a l s o b e c a u s e o f t h e

i n c r e a s e d d a ma g e wh i c h i s i n f l i c t e d u p o n t h e ma t e r i a l b e i n g

c o n v e y e d . Th e c r i t i c a l s p e e d ma y b e c o mp u t e d wi t h s u f f i c i e n t

a c c u r a c y f o r p r a c t i c a l p u r p o s e s b y n e g l e c t i n g t h e s t i f f e n i n g

e f f e c t o f t h e h e l i c a l b l a d e a n d b a s i n g t h e c a l c u l a t i o n s o n t h e

c e n t r a l t u b e f o r mi n g t h e c o r e o r s h a f t o f t h e c o n v e y o r f l i g h t .

Ex p e r i me n t a l s t u d i e s we r e p e r f o r me d t o s u p p o r t t h e c r i t i c a l

s p e e d t h e o r y , g o o d a g r e e me n t b e i n g o b t a i n e d . Th e t h e o r y a n d

d i s c u s s i o n c o v e r s t h e c a s e s o f t h e a u g e r c o n v e y o r s wi t h t wo

s u p p o r t b e a r i n g s a n d c o n v e y o r s h a v i n g o n l y o n e s u p p o r t b e a r i n g .

ACKKOWLEDGEMBNTS

Th e wo r k p r e s e n t e d i n t h i s B u l l e t i n i s p a r t o f a p r o j e c t

d e a l i n g wi t h b u l k h a n d l i n g o f g r a i n wh i c h i s i n p r o g r e s s a t

Wo l l o n g o n g Un i v e r s i t y Co l l e g e . F i n a n c i a l s u p p o r t h a s b e e n

r e c e i v e d f r o m t h e Co mmo n we a l t h Wh e a t I n d u s t r y Re s e a r c h Co u n c i l

a n d Co mmo n we a l t h Ru r a l Cr e d i t s De v e l o p me n t F u n d .


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( i i i )

C 0 N T E N T S

j

P a g e

S ECTI ON 1 I n t r o d u c t i o n j .

SECTI ON 2 S u r v e y of I n v e s t i g a t i o n s i n t o Gr a i n 5 »

Da ma g e d u e t o Ha r v e s t i n g Ma c h i n e s

2 . 1 Gr a i n Da ma g e d u e t o Ha r v e s t i n g 5.

2 . 2 Ot h e r Me t h o d s o f Th r e s h i n g 14.

S E C T I ON 3 Gr a i n Da ma g e d u e t o Au g e r Co n v e y o r s ^8.

3 . 1 Ex p e r i me n t a l Wo r k - j 8.

3 . 2 Re s u l t s a n d Di s c u s s i o n 20 .

3 . 3 Cr i t i c a l S p e e d s o f Au g e r 2 3 .

C o n v e y o r s

S ECTI ON 4 Co n c l u s i o n 34,

S E C T I ON 5 AP P E N DI C ES 3 7 .

AP PENDI X I Bi b l i o g r a p h y 3 7 .

AP P ENDI X I I Ta b l e s o f Re s u l t s . 4 6 .


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J

SECTI ON 1 . I NTRODUCTI ON

I n Au s t r a l i a a t t h e p r e s e n t t i me t h e r e i s a n e v e r i n c r e a s i n g

d e ma n d f o r h i g h e r q u a l i t y wh e a t . As a r e s u l t , c o n s i d e r a b l e

e f f o r t i s b e i n g ma i n t a i n e d t o e n s u r e t h a t a s mu c h of t h e

wh e a t g r o wn a s p o s s i b l e me e t s t h e r e q u i r e d s t a n d a r d s . On e

o f t h e p r o b l e ms wh i c h i s c a u s i n g s o me c o n c e r n i s t h e i n c i d e n c e

o f g r a i n d a ma g e , p a r t i c u l a r l y i n v i e w of t h e i n c r e a s e d

me c h a n i s a t i o n o f t h e h a r v e s t i n g p r o c e s s a n d t h e a s s o c i a t e d

e mp h a s i s o n b u l k h a n d l i n g . Wh i l e c o n t r o l s a r e i mp o s e d t o k e e p

t h e a c c e p t a b l e l e v e l o f c r a c k e d o r b r o k e n g r a i n wi t h i n s p e c i f i e d

l i mi t s , i t i s e v e n o f g r e a t e r i mp o r t a n c e t h a t t h e c a u s e s o f

g r a i n d a ma g e b e u n d e r s t o o d s o t h a t a s u i t a b l e r e me d y c a n b e

p r e s c r i b e d .

Gr a i n d a ma g e ma y b e c l a s s i f i e d i n t o t wo c a t e g o r i e s , n a me l y ,

v i s i b l e a n d i n v i s i b l e d a ma g e . Vi s i b l e d a ma g e , t h a t i s c r a c k e d

o r b r o k e n g r a i n , i s u s u a l l y me a s u r e d o n a v o l u me b a s i s b y

s i e v i n g a s t a n d a r d s a mp l e i n a 2 mm. s l o t t e d me s h s c r e e n ^

5 p e r c e n t o f c r a c k e d g r a i n i n a c o n s i g n me n t i s n o r ma l l y r e g a r d e d

a s t h e ma x i mu m a c c e p t a b l e l e v e l . I n v i s i b l e d a ma g e a p p l i e s t o

1.


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g r a i n wh i c h i s a p p a r e n t l y s o u n d b u t f a i l s t o g e r mi n a t e .

S t a n d a r d g e r mi n a t i o n t e s t s a r e u s e d t o a s s e s s t h i s t y p e o f

?cd a ma g e ( 1 )

Gr a i n d a ma g e ma y b e d u e t o a n u mb e r o f f a c t o r s . F o r

i n s t a n c e c l i ma t i c c o n d i t i o n s p r i o r t o t h e ha r v e s t ma y h a v e

s e me i n f l u e n c e ? i n t h i s r e s p e c t c h a n g e s i n t e mp e r a t u r e a n d

h u mi d i t y ma y c a u s e i n t e r n a l c r a c k s o r f i s s u r e s , t h u s i n c r e a s i n g

t h e s u s c e p t i b i l i t y t o l a t e r me c h a n i c a l d a ma g e b y h a r v e s t i n g a n d

c o n v e y i n g e q u i p me n t . On t h e o t h e r h a n d , d a ma g e ma y b e d u e

e n t i r e l y t o " r o u g h h a n d l i n g " i n h a r v e s t i n g a n d c o n v e y i n g

e qu i p me nt . , ' The i mp o r t a n t f a c t o r s t o b e c o n s i d e r e d h e r e a r e

i mp a c t a n d c r u s h i n g . I n t h e f o r me r c a s e , i mp a c t v e l o c i t i e s

s h o u l d b e k e p t a s l o w a s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e e f f e c t o f d a ma g e ?

f o r t h e l a t t e r , p r o p e r a t t e n t i o n s h o u l d b e g i v e n t o s u c h i t e ms

a s c l e a r a n c e s a n d f e e d i n g a n d d i s c h a r g e a r r a n g e me n t s t o e n s u r e t h a t

t h e g r a i n i s u n r e s t r i c t e d i n i t s mo t i o n a n d t h e r e f o r e u n l i k e l y

t o b e c r u s h e d .

On e o f t h e p r i n c i p a l c a u s e s o f g r a i n d a ma g e l i e s i n t h e

* F u mb e r s i n p a r e n t h e s i s r e f e r t o t h e b i b l i o g r a p h y .


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h a r v e s t i n g p r o c e s s , p a r t i c u l a r l y d u r i n g t h e t h r e s h i n g o p e r a t i o n .

A n u mb e r o f i n v e s t i g a t i o n s h a v e b e e n p e r f o r me d ( 1 2 - 3 9 ) > t o

d e t e r mi n e t h e e x t e n t t o wh i c h g r a i n i s d a ma g e d b y t h r e s h i n g ? t h e

e mp h a s i s h a s b e e n o n t h e b e a t e r - d r u m a n d c o n c a v e t y p e t h r e s h e r s

wh i c h a r e c o mmo n l y e mp l o y e d i n h a r v e s t i n g ma c h i n e s . I n g e n e r a l

i t h a s b e e n e s t a b l i s h e d t h a t t h e mo s t s i g n i f i c a n t f a c t o r i n

c a u s i n g i n c r e a s e d d a ma g e i s h i g h dr um, s p e e d . Ot h e r me t h o d s of

t h r e s h i n g h a v e a l s o b e e n s t u d i e d a n d , i n c e r t a i n c a s e s , g r a i n

d a ma g e h a s b e e n l o we r t h a n n o r ma l . I n v i e w o f t h e i mp o r t a n c e of

t h e h a r v e s t i n g o p e r a t i o n i n t h e r o l e o f g r a i n p r o d u c t i o n , a

s u r v e y o f t h e i n v e s t i g a t i o n s i n t o g r a i n d a ma g e d u e t o h a r v e s t i n g

h a s b e e n ma d e a n d i s i n c l u d e d i n S e c t i o n 2 o f t h i s b u l l e t i n .

Du r i n g r e c e n t y e a r s , t h e Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g De p a r t me n t o f

Wo l l o n g o n g Un i v e r s i t y Co l l e g e h a s b e e n e n g a g e d i n r e s e a r c h

r e l a t i n g t o t h e b u l k h a n d l i n g o f g r a i n . Th e r e s e a r c h i n t h e p a s t

h a s b e e n c o n f i n e d t o a u g e r c o n v e y o r s wi t h p a r t i c u l a r r e f e r e n c e t o

p e r f o r ma n c e c h a r a c t e r i s t i c s ; t h i s wo r k h a s p r e v i o u s l y b e e n

p u b l i s h e d ( 2, 3 , 4 ? 5 ) » I n v i e w o f t h e g e n e r a l d e s i g n

c h a r a c t e r i s t i c s a n d o p e r a t i n g s p e e d s o f a u g e r s , i t wa s c o n s i d e r e d


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t h a t r e p e a t e d h a n d l i n g of g r a i n b y a u g e r c o n v e y o r s c o u l d r e s u l t

i n g r a i n d a ma g e . F o r t h i s r e a s o n , t h e a u g e r wo r k h a s n o w

b e e n e x t e n d e d t o i n c l u d e a n i n v e s t i g a t i o n o f g r a i n d a ma g e .

Wh i l e c e r t a i n a s p e c t s o f t h i s wo r k h a s b e e n t h e s u b j e c t o f

s e p a r a t e p a p e r s ( 6, 7, 8 ) , t h e f u l l d e t a i l s o f t h e g r a i n d a ma g e

i n v e s t i g a t i o n a r e g i v e n i n S e c t i o n 3 o f t h i s b u l l e t i n .

As s o c i a t e d wi t h t h e wo r k o n g r a i n d a ma g e i s t h e s t u d y of

me c h a n i c a l a n d r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s o f wh e a t g r a i n s wh i c h

i s n o w i n p r o g r e s s . On e a i m of t h e s t u d y i s t o e s t a b l i s h

t h e c o n d i t i o n s u n d e r wh i c h v a r i o u s v a r i e t i e s o f wh e a t a r e mo s t

l i k e l y t o b e d a ma g e d d u r i n g h a n d l i n g . S o me p r e l i mi n a r y

f i n d i n g s o f t h i s i n v e s t i g a t i o n a r e b e i n g r e p o r t e d s e p a r a t e l y

( 9 j 1 05 1 l ) .

4.


12/75

' 5.

SECTI ON 2 . SURVEY OF I NVESTI GATI ONS I NTO GRAI N DAMAGE BY

HARVEST I NG MACHI NES

2 . 1 GRAI N DAMAGE DUE T O HARVES TI NG

( a ) I n v e s t i g a t i o n s i n Ne w Ze a l a n d

Ki n g a n d Ri d d o l l s o f t h e Ca n t e r b u r y Ag r i c u l t u r a l

Co l l e g e , Li n c o l n , Ne w Ze a l a n d , p e r f o r me d a n i n v e s t i g a t i o n

t o d e t e r mi n e t h e e x t e n t o f b o t h v i s i b l e a n d i n v i s i b l e

d a ma g e c a u s e d t o wh e a t a n d p e a s e e d d u r i n g t h r e s h i n g

a f t e r h a r v e s t i n g ( 12 , 1 3 , 1 4 ) » I n t h e i n i t i a l s t a g e s

t h e y h a d p r o p o s e d t o u s e a c o mme r c i a l h a r v e s t i n g

ma c h i n e b u t e x p e r i e n c e d c e r t a i n d i f f i c u l t i e s wh i c h

r e n d e r e d t h i s p a r t i c u l a r ma c h i n e u n s a t i s f a c t o r y f o r

t h e e x p e r i me n t a l wo r k . F o r t h i s r e a s o n , a s ma l l

h e a d e r h a r v e s t e r wa s d e s i g n e d a n d c o n s t r u c t e d s p e c i a l l y

f o r u s e i n t h e i n v e s t i g a t i o n ( 1 3 ) . Th i s ma c h i n e

i n c o r p o r a t e s a n 1 8 i n c h d i a me t e r t h r e s h i n g d r u m o f t h e

r a s p b a r t y p e wi t h 8 t h r e s h i n g b a r s . Th e c o n c a v e i s

o f t h e c l o s e d t y p e a n d h a s 5 c o n c a v e b a r s .


13/75

' S 5 b ! a / w n w j


14/75

Th e f i r s t p h a s e o f t h e i n v e s t i g a t i o n wa s c o n f i n e d

t o wh e a t a n d p e a s e e d a t r e l a t i v e l y l o w mo i s t u r e

c o n t e n t ( 1 2 ) . A s t u d y wa s ma d e o f t h e d a ma g e c a u s e d

b y v a r i o u s c o mb i n a t i o n s o f d r u m s p e e d a n d c o n c a v e

c l e a r a n c e ? F i g . ( 1 ) s h o ws t h e t y p i c a l r e s u l t s o b t a i n e d

f o r wh e a t . An a n a l y s i s o f v a r i a n c e p e r f o r me d f o r t h e

r e s u l t s o f b o t h t h e wh e a t a n d p e a s e e d c l e a r l y s h o we d

t h a t i n c r e a s i n g d r u m s p e e d i s t h e mo s t s i g n i f i c a n t

c o n t r i b u t i n g f a c t o r i n c a u s i n g i n c r e a s e i n d a ma g e .

Va r i a t i o n i n c o n c a v e c l e a r a n c e wa s s h o wn t o h a v e a

r e l a t i v e l y i n s i g n i f i c a n t e f f e c t o n d a ma g e a l t h o u g h t h e

t r e n d wa s t o wa r d s i n c r e a s i n g d a ma g e a s c o n c a v e

c l e a r a n c e wa s r e d u c e d p a r t i c u l a r l y a t t h e h i g h e r d r u m

s p e e d s . I t i s i mp o r t a n t t o n o t e t h e ma g n i t u d e o f t h e

d a ma g e b y t h r e s h i n g a s s h o wn b y t h i s i n v e s t i g a t i o n .

F o r i n s t a n c e , i t c a n b e o b s e r v e d f r o m F i g . 1 t h a t

t h e d a ma g e i n o n e c a s e e x c e e d e d 4- 0$ a n d a l t h o u g h t h i s

ma y b e a n e x t r e me c o n d i t i o n , i t c l e a r l y i n d i c a t e s t h a t

t h e s p e e d a n d c l e a r a n c e s h o u l d b e s e l e c t e d a s c l o s e a s

p o s s i b l e t o t h e o p t i mu m v a l u e s f o r mi n i mu m d a ma g e .

6.


15/75

cr -3i

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«"•! 2

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I

h o i s t o r e C o n t e n t : —------ — > i ,r.--.-..y fV|..T.--- —-,~r~rti,VinT'V ~irrirrrn-


16/75

Th e s e c o n d p h a s e of t h e wo r k o f Ki n g a n d Ri d d o l l s

wa s d e v o t e d t o s t u d y i n g t h e e f f e c t o f v a r y i n g

mo i s t u r e c o n t e n t o n d a ma g e ( 1 4 ) . I n t h i s c a s e

b o t h d r u m s p e e d a n d mo i s t u r e c o n t e n t we r e v a r i e d ,

b u t d r u m c l e a r a n c e wa s k e p t a t a v a l u e c h o s e n f r o m

t h e e x p e r i e n c e o b t a i n e d f r o m t h e p r e v i o u s wo r k .

F i g . 2 s h o ws t y p i c a l r e s u l t s . Ag a i n d r u m s p e e d

i s t h e c r i t i c a l f a c t o r a s f a r a s d a ma g e i s

c o n c e r n e d , b u t i t i s i n t e r e s t i n g t o o b s e r v e t h e

e f f e c t o f i n c r e a s i n g mo i s t u r e c o n t e n t p t h e wh e a t

c l e a r l y s u f f e r e d i n c r e a s e i n d a ma g e , b u t t h e p e a

s e e d a p p e a r s t o e x h i b i t a n o p t i mu m r a n g e o f mo i s t u r e

c o n t e n t wi t h i n wh i c h wa s t a g e i s a mi n i mu m.

( b ) I n v e s t i g a t i o n s i n Gr e a t Br i t a i n

A s e r i e s of i n v e s t i g a t i o n s i n t o g r a i n d a ma g e b y

h a r v e s t i n g ma c h i n e s h a s b e e n c a r r i e d o u t b y Ar n o l d

e t a l a t t h e Na t i o n a l I n s t i t u t e o f Ag r i c u l t u r a l

En g i n e e r i n g ( N. I . A. E . ) ( 15 - 2 5 ) .


17/75

I n o n e i n v e s t i g a t i o n p e r f o r me d o n o a t s ( 1 7 )» a

r a n g e o f c y l i n d e r s p e e d s a n d c o n c a v e c l e a r a n c e s we r e

a d o p t e d a t f i v e d i f f e r e n t mo i s t u r e l e ve l s .

F o l l o wi n g c o mb i n e h a r v e s t i n g t h e o a t s we r e s t o r e d

i n s e mi i n s u l a t e d c o n t a i n e r s f o r a p e r i o d of s i x

mo n t h s . Th r o u g h o u t t h i s p e r i o d , r e g u l a r g e r mi n a t i o n

t e s t s a n d mo u l d a s s e s s me n t s we r e c a r r i e d o u t i n o r d e r

t o a s c e r t a i n t h e d e g r e e o f d a ma g e s u f f e r e d b y t h e

g r a i n a t t h r e s h i n g , a n d t h e i n f l u e n c e o f d a ma g e o n

k e e p i n g q u a l i t y .

Th e r e s u l t s s h o w t h a t l e a s t d a ma g e o c c u r r e d f o r

g r a i n h a r v e s t e d a t b e t we e n 1 9 a n d 2 2% mo i s t u r e c on t e n t .

I n c r e a s e d s p e e d s a l s o p r o v e d d e t r i me n t a l a n d e mp h a s i s e d

t h e n e e d f o r l o w s p e e d o p e r a t i o n f o r d a ma g e t o b e k e p t

t o a mi n i mu m. I n g e n e r a l , v a r i a t i o n s i n c o n c a v e

c l e a r a n c e p r o d u c e d n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n d a ma g e .

Cl o s e c o n c a v e c l e a r a n c e s r e s u l t e d i n s l i g h t r e d u c t i o n s

i n g e r mi n a t i o n f o r t h e h a r v e s t mo i s t u r e c o n t e n t s b e t we e n

1 6 a n d 2 5 $ , b u t o u t s i d e t h i s r a n g e t h e e f f e c t wa s n o t

c o n s i s t e n t .


18/75

A s i mi l a r i n v e s t i g a t i o n wa s p e r f o r me d o n b a r l e y

c o mb i n e h a r v e s t e d a t t wo d i f f e r e n t mo i s t u r e l e v e l s

u s i n g f i v e d i f f e r e n t c y l i n d e r s p e e d s a n d c o n c a v e

c l e a r a n c e s ( l 8 ) . Wh i l e t h e t wo me a n mo i s t u r e c o n t e n t s

o f 17 . 7 a n d 2 4 . 5% s h o we d l i t t l e v a r i a t i o n i n t h e

d a ma g e r e s u l t s , t h e mo s t s e v e r e d a ma g e r e s u l t e d

f r o m o p e r a t i o n a t b o t h h i g h d r u m s p e e d a n d s ma l l

c l e a r a n c e .

F o l l o wi n g t h e s e p r e v i o u s i n v e s t i g a t i o n s , Ar n o l d

p e r f o r me d s i mi l a r e x p e r i me n t s t o a s s e s s t h e h a r v e s t

d a ma g e c a u s e d t o P e k o Wh e a t ( 1 9) . Wh e r e a s a

c o mme r c i a l c o mb i n e h a r v e s t e r h a d b e e n e mp l o y e d i n t h e

e a r l i e r wo r k , i n t h i s c a s e t h e c r o p wa s c ut wi t h a

b i n d e r a n d t h r e s h e d wi t h a s p e c i a l l y d e s i g n e d

s t a t i o n a r y t h r e s h i n g ma c h i n e . Th e wh e a t wa s t h r e s h e d

a t f i v e mo i s t u r e l e v e l s b e t we e n 16 a n d 2 5 u s i n g f i v e

d i f f e r e n t s p e e d s o f t h e t h r e s h i n g c y l i n d e r i n e a c h

c a s e . Th e c o n c a v e c l e a r a n c e wa s k e p t c o n s t a n t

t h r o u g h o u t t h e e x p e r i me n t s a t — , §- a n d — i n c h f o r1 6 1 6

t h e i n l e t , mi d d l e a n d o u t l e t r e s p e c t i v e l y . Th e r e s u l t


19/75

o b t a i n e d we r e , i n g e n e r a l , s i mi l a r t o t h o s e o f Ki n g

a n d Ri d d o l l s ( 1 2 , 1 4 ) a n d a l s o f o l l o we d t h e t r e n d s

o b t a i n e d f r o m a s u r v e y o f g r a i n d a ma g e d u e t o

t h r e s h i n g ( 2 0 ) . I t wa s c on c l u de d, t h a t i f t h e l o we s t

p o s s i b l e c y l i n d e r s p e e d s a r e u s e d a t g r a i n mo i s t u r e

c o n t e n t s b e l o w 2 0 $ , d a ma g e c a n a l mo s t b e c o mp l e t e l y

a v o i d e d .

He b b l e t h wa i t e a n d He p h e r d ( 21 ) h a v e p u b l i s h e d

a t e s t p r o c e d u r e f o r c o mb i n e h a r v e s t e r s , t h e p r o c e d u r e

b e i n g b a s e d o n e x p e r i e n c e g a i n e d d u r i n g t e s t i n g a n d

r e s e a r c h wo r k a t t h e N. I . A. E. Th i s p u b l i c a t i o n

i n c l u d e s a d e f i n i t i o n o f wh a t c o n s t i t u t e s d a ma g e d

g r a i n a n d i t s p e c i f i e s t h a t g r a i n d a ma g e s h o u l d b e

me a s u r e d o n a we i g h t b a s i s .

I n a f u r t h e r p a p e r ( 2 2 ) He b b l e t h wa i t e a n d Ar n o l d

c o n s i d e r e d d e s i g n a s p e c t s o f t h e c o mb i n e h a r v e s t e r .

Th e y s u g g e s t t h a t t h e r a s p b a r d r u m me t h o d of t h r e s h i n g

h a s ma n y a d v a n t a g e s o ve r o t h e r me t h o d s . Ho we v e r , t h e y

a l s o p o i n t o u t t h a t mo r e r e s e a r c h i s r e q u i r e d t o i mp r o v e


20/75

t h e o p e r a t i o n of t h e r a s p b a r d r u m t o g i v e g r e a t e r

t h r e s h i n g e f f i c i e n c y a n d l e s s g r a i n d a ma g e . Th e

a i m i n c o n c a v e d e s i g n i s t o h a v e t h e g r a i n t h r e s h e d

a s e a r l y a s p o s s i b l e i n i t s p a s s a g e t h r o u g h t h e d r u m

a n d t h e n o b t a i n ma x i mu m s e p a r a t i o n . I n t h e l i g h t

o f p r e v i o u s wo r k , t h e d r u m s p e e d s h o u l d b e k e p t a s

l o w a s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e i mp a c t e f f e c t s o n t h e

g r a i n s . F r o m e x p e r i me n t s a t t h e N. I . A. E. i t h a s

b e e n f o u n d t h a t wh e a t g r a i n s wi l l wi t h s t a n d i mp a c t s

u p t o a b o u t 3 , 5 0 0 f t . / mi n . o n t h e e n d o s p e r m wi t h o u t

s e r i o u s d a ma g e , b u t o n l y a b o u t 1 , 0 0 0 f t . / mi n , o n t h e

e mb r y o .

I n s u b s e q u e n t e x p e r i me n t s wi t h r a s p b a r t h r e s h i n g

d r u ms , Ar n o l d a n d La k e ( 2 3 , 2 4 ) r e v e a l e d t h e

i mp o r t a n c e o f r e mo v i n g g r a i n f r o m t h e p a t h o f t h e

b e a t e r s i f d a ma g e i s t o b e a v o i d e d . Ap a r t f r o m t h e

d e s i r a b i l i t y o f k e e p i n g t h e d r u m s p e e d a s l o w a s

p o s s i b l e , c o n s i d e r a b l e r e d u c t i o n i n d a ma g e r e s u l t e d

f r o m t h e u s e o f a n o p e n c o n c a v e wh i c h wa s u s e d i n a


21/75

c o mp a r i s o n s t u d y wi t h a c l o s e d c o n c a v e . Wi t h t h e

o p e n c o n c a v e , a p p r o x i ma t e l y 7 5% o f t h e g r a i n c o u l d

b e e x p e c t e d t o b e s e p a r a t e d a n d t h us b e s p a r e d o f

c o n t i n u a l i mp a c t wi t h t h e b e a t e r s . On t h e o t h e r

h a n d , t h e c l o s e d c o n c a v e c a u s e s t h e g r a i n t o r e ma i n

i n t h e p a t h of t h e b e a t e r s u n t i l e x i t o f t h e c r o p

f r o m t h e d r u m. I n a f u r t h e r s t u d y , Ar n o l d a n d

La k e ( 2 5 ) s t u d i e d t h e p o we r r e q u i r e me n t s of r a s p b a r

t h r e s h i n g d r u ms i n a l a b o r a t o r y s e t - u p .

( c ) I n v e s t i g a t i o n s i n U. S . A. a n d Ca n a d a

F o r s o me t i me n o w t h e p e r f o r ma n c e o f t h e c o mb i n e

h a r v e s t e r h a s b e e n t h e s u b j e c t o f i n v e s t i g a t i o n i n

t h e U. S . A. a n d Ca n a d a ( 2 6 - 2 9 ) . Of t h e mo r e r e c e n t

s t u d i e s i s t h e wo r k o f Gr o s s , Ke p n e r a n d J o n e s ( 2 7 ) .

Th e s e wo r k e r s p e r f o r me d e x p e r i me n t s i n Ca l i f o r n i a

u s i n g c o mme r c i a l c o mb i n e h a r v e s t e r s o n b a r l e y .

Wh i l e t h e i r wo r k wa s d i r e c t e d mo r e t o wa r d s t h e s t u d y

of t h e g e n e r a l p e r f o r ma n c e c h a r a c t e r i s t i c s o f c o mb i n e

h a r v e s t e r s , t h e i r e x p e r i me n t s i n c l u d e d a n a s s e s s me n t


22/75

o f g r a i n d a ma ge . Th e y n o t e d t h a t v a r i a t i o n s i n

c o n c a v e c l e a r a n c e a n d mo i s t u r e c o n t e n t h a d s o me

e f f e c t o n d a ma g e , b u t t h e i r r e s u l t s we r e s o me wh a t

i n c o n s i s t e n t a n d n o f i r m c o n c l u s i o n s c o u l d b e ma de .

Th e a mo u n t o f d a ma g e i n c u r r e d wa s a l s o n o t e d t o b e

d e p e n d e n t o n c r o p v a r i e t y . Ho we v e r , i n c r e a s e i n

d r u m s p e e d wa s c l e a r l y s h o wn t o b e t h e mo s t

s i g n i f i c a n t f a c t o r i n c a u s i n g i n c r e a s e d d a ma ge .

( d ) Ot h e r I n v e s t i g a t i o n s

S c h u l z e ( 3 0 ) , s u c c e s s f u l l y a p p l i e d c i n e - p h o t o -

g r a p h y t o s t u d y t h e t h r e s h i n g a c t i o n o f a c o n v e n t i o n a l

b e a t e r d r u m a n d c o n c a ve . Th e f i n d i n g s of t h i s s t u d y

s e r v e d t o d i s p e l p r e v i o u s mi s c o n c e p t i o n s r e g a r d i n g

t h e o p e r a t i o n o f t h e b e a t e r d r u m a n d c o n c a v e s y s t e m.

Ke r r a n d Ra ws o n p u b l i s h e d d e t a i l s o f a s e l f -

p r o p e l l e d c o mb i n e h a r v e s t e r f o r e x p e r i me n t a l wo r k i n

Qu e e n s l a n d ( 3 1 ) . Wh i l e t h i s ma c h i n e h a s s p e c i a l

p r o v i s i o n f o r g r a i n c o l l e c t i o n i n e x p e r i me n t a l wo r k ,

n o i n d i c a t i o n i s g i v e n of a n y s t u d i e s b e i n g ma d e of

g r a i n d a ma g e .


23/75

2 . 2 OTHER MET HODS OF T HRESHI NG

De s p i t e t h e wi d e s p r e a d a p p l i c a t i o n o f t h e d r u m a n d c o n c a v e

p r i n c i p l e o f t h r e s h i n g i n h a r v e s t i n g ma c h i n e s , r e s e a r c h e r s

h a v e a l s o b e e n s t u d y i n g t h e f e a s i b i l i t y o f o t h e r me t h o d s

o f t h r e s h i n g ( 32 - 3 9 ) - Al t h o u g h p e r f o r ma n c e e f f i c i e n c y

a n d d e s i g n a s p e c t s h a v e b e e n t h e ma i n c o n s i d e r a t i o n s , i n

s o me c a s e s a t t e n t i o n h a s b e e n g i v e n a l s o t o g r a i n da ma g e .

Ko l g a n o v ( 3 4 ) i n v e s t i g a t e d t h e u s e o f t wo d r u ms o r

c y l i n d e r s f o r t h e t h r e s h i n g o p e r a t i o n . I n t h e f i r s t d r u m

t h e ma i n p a r t o f t h e g r a i n s e p a r a t i o n o c c u r s a n d i t wa s f o u n d

t h a t h i g h s p e e d s f o r t h i s o p e r a t i o n a r e n o t n e c e s s a r y . Th e

f i n a l t h r e s h i n g i s c o mp l e t e d i n t h e s e c o n d d r u m wh i c h i s

r e q u i r e d t o o p e r a t e a t h i g h e r s p e e d s t h a n t h e f i r s t . Th e

g r a i n d a ma g e f o r b o t h s t a g e s of t h r e s h i n g wa s c o n s i d e r a b l y

l e s s t h a n i n c o n v e n t i o n a l s i n g l e s t a g e t h r e s h i n g .

Ce n t r i f u g a l t h r e s h i n g i s o n e me t h o d wh i c h ha s b e e n r e c e n t l y

u n d e r g o i n g a n a l y s i s . Th i s wo r k wa s p e r f o r me d b y La mp a n d

Bu c h e l e ( 3 5 ) a nd , a s t h e n a me i mp l i e s , t h e t h r e s h i n g i n v o l v e s

s e p a r a t i o n of t h e g r a i n s f r o m t h e h e a d b y c e n t r i f u g a l f o r c e .


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25/75

p a t h d i s c h a r g i n g a t t h e o t h o r en d . Th e s e p a r a t e d s e e d

p a s s e s t h r o u g h t h e p e r f o r a t i o n s i n t h e o u t e r c o n e .

Th e t h r e s h i n g e f f i c i e n c y a c h i e v e d wa s i n t h e o r d e r o f

9 9 $ a t a l l r o t o r s p e e d s . Al t h o u g h n o r e s u l t s o n g r a i n

d a ma g e a r e r e p o r t e d , t h e l o w s p e e d s a d o p t e d ( 1 00 t o 2 2 5

r e v . / mi n ) wo u l d s u g g e s t t h a t d a ma g e wo u l d n o t r e a c h

o b j e c t i o n a b l e l e v e l s . Ex p e r i me n t s p e r f o r me d b y We s s e l ( 3 8 )

i n Ge r ma n y r e v e a l e d t h a t e f f i c i e n t t h r e s h i n g c a n b e a c h i e v e d

b y t h e u s e o f c o n i c a l r o t o r s . Th e s e r o t o r s c o n s i s t

b a s i c a l l y of me t a l c o n e s o n t h e i n s i d e o f wh i c h r a d i a l

b e a t e r v a n e s a r e f i t t e d . Th e c o n e i s r o t a t e d t o g i v e

a p p r o x i ma t e l y d o u b l e n o r ma l b e a t e r b a r t i p s p e e d s , a n d t h e

r e s u l t i n g a i r mo v e me n t s e r v e s t o i n d u c e t h e c r o p t o mo v e

a l o n g a c e n t r a l d e l i v e r y t u b e . At t h e e n d o f t h i s t u b e

t h e c r o p c o me s i n t o c o n t a c t wi t h t h e b e a t e r v a n e s wh e r e t h e

t h r e s h i n g t a k e s p l a c e . Al l t h e ma t e r i a l i s t h e n c o n v o y e d

a wa y f r o m t h e c e n t r e of t h e c o n e b y a c o mb i n a t i o n o f c e n t r i f u g a l

f o r c e a n d d r a u g h t . Wh i l e t h e t h r e s h i n g e f f i c i e n c y o f t h i s

a r r a n g e me n t c o mp a r e s f a v o u r a b l y wi t h t h a t o f t h e r a s p b a r


26/75

l a y o u t , g r a i n d a ma g e i s , p r o b a b l y , h i g h e r . Al t h o u g h t h i s

me c h a n i s m i s s i mp l e i n i t s o p e r a t i o n , i t i s l i k e l y t h a t

s o me d i f f i c u l t i e s wo u l d b e e n c o u n t e r e d i n a d a p t i n g i t t o

t h e c o mb i n e h a r v e s t e r .

An o t h e r me t h o d o f t h r e s h i n g wh i c h h a s u n d e r g o n e i n v e s t

i g a t i o n u t i l i z e s a n e n d l e s s r u b b e r i z e d c a n v a s b e l t c a r r y i n g

r a s p b a r s wh i c h p a s s o v e r t wo r o l l e r s a n d c l o s e t o a n o p e n

me t a l c o n c a v e ( 3 9 ) • Th e t h r e s h i n g e f f i c i e n c y wa s f o u n d t o

b e o f a h i g h o r d e r wi t h g o o d s e p a r a t i o n o f t h e g r a i n f r o m

t h e s t r a w. Ho we v e r , t h e o u t p u t i s s o me wh a t l o we r t h a n

n o r ma l a n d t h e b e l t i s s u b j e c t t o q u i t e a p p r e c i a b l e

we a r . Th e e x t e n t o f g r a i n d a ma g e p r o d u c e d b y t h i s ma c h i n e

i s n o t k n o wn .


27/75

Ho A OG £ R,

TfLhcx.

»'. 1/ K O P P

M o t o r 'J q k .h ’ Jk i it

F / & .3 . - A u g e r . T e s t & / g

5 CA Lt Vi " s J - O" (C u m m i m g )


28/75

S ECT I ON 3 . GRAI N DAMAGE DUE TO AUGER CONVEYORS

3. 1 EXP ERI MENTAL WORK

Th e wo r k ha s t n e n p e r f o r me d o n a n a u g e r t e s t r i g , P i g . 3 ,

wh i c h p e r mi t s c o mp l e t e r e c i r c u l a t i o n o f t h e g r a i n . Th i s

r i g , o r i g i n a l l y d e s i g n e d f o r u s e i n a u g e r p e r f o r ma n c e

s t u d i e s ( 4 0 ) , c o mp r i s e s t wo a u g e r s , o n e 6 i n c h a n d t h e

o t h e r 8 i n c h ? t h e l a r g e a u g e r i s f i x e d a t 55° t o t h e

h o r i z o n t a l wh i l e t h e a n g l e of t h e s ma l l a u g e r c a n b e v a r i e d .

F o r t h e e x p e r i me n t a l wo r k , t h e s ma l l a u g e r wa s s e t a t 30° .

T h e r e l e v a n t d e t a i l s o f t h e t e s t a u g e r s a r e s u mma r i s e d i n

Ta b l e 1.

Two s e r i e s o f t e s t s we r e c o n d u c t e d u s i n g t h e s p e e d

i n d i c a t e d i n Ta b l e 2. Th e s p e e d s a t wh i c h t h e a u g e r s

we r e s e t wa s g o v e r n e d b y t h e s p e e d r a n g e a v a i l a b l e o n t h e

8 i n c h a u g e r . F o r e a c h t e s t , t h e t wo a u g e r s o p e r a t e d a t

t h e c o r r e s p o n d i n g s p e e d s f o r a p p r o x i ma t e l y t h e s a me o u t p u t

i n a c c o r d a n c e wi t h t h e d a t a p r e s e n t e d b y Ro b e r t s a n d

Wi l l i s ( 3 ) .


29/75

Ta b l e 1. P r i n c i p a l Di me n s i o n s o f Au g e r s

Di me n s i o n 6 " A u g e r 8 " A u g e r

Ou t s i d e Di a me t e r o f S c r e w

Co r e Tu b e Di a me t e r

Co r e Tu b e Th i c k n e s s

Le n g t h

P i t c h

Ra d i a l Cl e a r a n c e

S p e e d R a n g e

Mo t o r H . P .

An g l e o f I n c l i n a t i o n o fAu g e r s

6 "

2 "

1 6 g g e

8 ' - 0 "

6"

f "

2 3 0 - 1 , 8 0 0 r . p . m.

3

3 0 °

. 8 i »

2 ”

1 6 g g e

12 ' - 0 "

6 "

_ 5 t >

1 6

2 0 0 - 5 2 0r . p . m.

5

5 5 °

Ta b l e 2

Te s t S e r i e s No . Au g e r S p e e d s r . p . m.

6 i n . 8 i n .

1 ( h i g h s p e e d ) 6 5 0 5 2 0

2 ( l o w s p e e d ) 5 0 0 2 5 0


30/75

5 - o

\~ X

w s

«o 4 - o

£


31/75

Twe l v e b u s h e l s o f mi x e d wh e a t we r e u s e d f o r t h e t e s t s ,

t h e wh e a t b e i n g p a s s e d t h r o u g h b o t h a u g e r s a t o t a l n u mb e r

o f 5 0 p a s s e s . T e n r a n d o m s a mp l e s we r e t a k e n a t 5 > 1 0 »

3 0 , a n d 5 ° p a s s e s f o r T e s t No . 1 a n d a t 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0

a n d 5 0 p a s s e s f o r T e s t No . 2 . Th e a mo u n t of d a ma g e

wa s a s s e s s e d o n a we i g h t b a s i s b y a s i e v i n g p r o c e s s

u t i l i z i n g a s t a n d a r d 2 mm. s l o t t e d s i e v e a s a d o p t e d b y t h e

Au s t r a l i a n Wh e a t Bo a r d f o r d o c k a g e d e t e r mi n a t i o n . S i e v i n g

wa s c a r r i e d o u t o n e a c h o c c a s i o n f o r a p e r i o d o f o n e mi n u t e

u s i n g a Gy r a t i n g S i e v i n g Ma c h i n e , I n b o t h s e r i e s o f

t e s t s , t h e g r a i n wa s a t a mo i s t u r e c o n t e n t o f 9 $ ( we t b a s i s )

wh i c h i s b e l o w t h e ma x i mu m a c c e p t a b l e l e v e l o f mo i s t u r e

c o n t e n t i n t h i s c o u n t r y .

3 . 2 RESULTS AKB DI SCUSS I ON

Pi g . 4 s h o ws t h e r e s u l t s o b t a i n e d i n g r a p h i c a l f o r m.

Re g r e s s i o n l i n e s h a v e b e e n f i t t e d a n d a n a n a l y s i s o f v a r i a n c e

p e r f o r me d t o t e s t t h e a s s u mp t i o n o f l i n e a r i t y . Th e r e s u l t s

a r e s u mma r i s e d i n Ta b l e 3 .


32/75

21.

Ta b l e 3

Te s t Ho . 1

1 . SAMPLE

Mi x e d Wh e a t s mo i s t u r e c o n t e n t = 9% ( w. b . )

2 . REGRESS I ON EQUATI ON

% Da ma g e b y we i g h t = 0 . 0 1 0 x n o . o f p a s s e s+ 2 . 4 69

3 . F. RAT I O

Me a n s q u a r e s a b o u t Re g r e s s i o n a 1 r Me a n s q u a r e s wi t h i n Gr o u p s =

n u me r a t o r , 3 d e g r e e s of f r e e d o m

d e n o mi n a t o r , 4 5 " " "

Te s t No . 2

1 . SAMPLE

Mi x e d Wh e a t 5 mo i s t u r e c o n t e n t = 9 $ ( w. b . )( S e p a r a t e b a t c h t o t h a t u s e d i n Te s t No . 1 )

2 . REGRESS I ON EQUATI ON

% Da ma g e b y we i g h t = 0 . 0 0 0 x No . o f p a s s e s+ 5 . O8 4 .

3 . E. RAT I O

Me a n s q u a r e s a b o u t Re g r e s s i o n fAMe a n s q u a r e s wi t h Gr o up s . =

n u me r a t o r , 4 d e g r e e s o f f r e e d o m 1

*- d e n o mi n a t o r , 5 4 " " " J


33/75

Th e a n a l y s i s o f v a r i a n c e h a s i n d i c a t e d t h a t t h e

a s s u mp t i o n of l i n e a r i t y f o r t h e d a t a o f Te s t No . 1 i s n o t

s t r i c t l y a v a l i d o n e . Ho we v e r , f o r s i mp l i c i t y , a n d a l s o

i n v i e w o f t h e s ma l l i n c r e a s e i n t o t a l d a ma g e , t h e s t r a i g h t

l i n e p l o t t e d f o r Te s t No . 1 i n P i g . 4 g i v e s q u i t e a

r e a s o n a b l e i n d i c a t i o n o f t h e r e s u l t s o v e r t h e t e s t r a n g e .

F o r Te s t No . 2 t h e a s s u mp t i o n o f l i n e a r i t y i s v a l i d .

Ov e r a l l t h e s e r e l a t i o n s h i p s r e v e a l t h a t t h e d a ma g e by-

we i g h t i n c r e a s e d b y 0 . 5 $ i n 5 0 p a s s e s f o r Te s t No . 1 a t t h e

h i g h e r s p e e d s , wh i l e f o r Te s t No .2

a t t h e l o we r s p e e ds ,

t h e d a ma g e d i d n o t i n c r e a s e . Wh i l e t h e r e s u l t s a p p l y t o

l o w mo i s t u r e c o n t e n t wh e a t a n d t o t h e a u g e r t e s t r i g , t h e

i n d i c a t i o n s a r e t h a t , u n d e r n o r ma l c o n d i t i o n s , g r a i n d a ma g e

b y a u g e r c o n v e y o r s i s mo s t l i k e l y t o b e n e g l i g i b l e .

Co n f i r ma t i o n o f t h e s e r e s u l t s i s g i v e n i n N. I . A. E. Re p o r t

2 9 4 ( 41 ) , wh i c h s t a t e s t h a t t h e d a ma g e s u s t a i n e d b y wh e a t

a f t e r p a s s i n g t h r o u g h a c o mme r c i a l a u g e r o n e h u n d r e d t i me s

wa s n e g l i g i b l e .


34/75

At t e n t i o n mu s t b e d r a wn t o c e r t a i n d e s i g n f e a t u r e s wh i c h

a r e c r i t i c a l a s f a r a s d a ma g e i s c o n c e r n e d . F o r i n s t a n c e ,

i t wa s r e p o r t e d b y Ro b e r t s a n d Wi l l i s ( 3 ) , t h a t r a d i a l

c a s i n g c l e a r a n c e s a p p r o x i ma t e l y e q u a l t o t h e g r a i n s i z e

c a u s e g r a i n p a r t i c l e s t o b e c o me we d g e d b e t we e n t h e a u g e r

a n d t h e c a s i n g . S u c h c l e a r a n c e s s h o u l d b e a v o i d e d . Al s o

i t wa s s h o wn b y Ro b e r t s ( 4 ) t h a t a c i r c u mf e r e n t i a l d i s c h a r g e

c h u t e p r e v e n t e d g r a i n c o mp a c t i o n a n d g r e a t l y i mp r o v e d t h e

d i s c h a r g e f l o w o f g r a i n f r o m a s t e e p l y i n c l i n e d mo d e l a u g e r .

3 . 3 CRI TI CAL S P EEDS OF AUGER CONVEYORS

Op e r a t i o n o f t h e t e s t a u g e r s a t o r n e a r t h e c r i t i c a l

s p e e d s a t wh i c h r e s o n a n c e o c c u r s p r o d u c e d mo r e g r a i n d a ma g e

t h a n u n d e r n o r ma l c o n d i t i o n s . Th i s d a ma g e i s n o d o u b t d u e

t o t h e c r u s h i n g of t h e g r a i n p a r t i c l e s a g a i n s t t h e c a s i n g

b y t h e " wh i p p i n g " a u g e r f l i g h t . Ap a r t f r o m t h e g r a i n

d a ma g e a s p e c t , o p e r a t i o n i n t h e c r i t i c a l s p e e d r a n g e s h o u l d

a l wa y s b e a v o i d e d o wi n g t o t h e g r e a t l i k e l i h o o d of

d e s t r u c t i o n of t h e c o n v e y i n g p l a n t .


35/75

Th e k n o wl e d g e o f v i b r a t i o n s o f u n i f o r m s h a f t s a n d b e a ms

i s we l l e s t a b l i s h e d , a n d i t i s c l e a r t h a t t h e n a t u r a l f r e

q u e n c i e s d e p e n d o n s u c h f a c t o r s a s t h e l e n g t h a n d s t i f f n e s s

of t h e s h a f t o r b e a m, t h e d i s t r i b u t e d we i g h t , t h e r i g i d i t y

of t h e s u p p o r t b e a r i n g s a n d t h e d e f l e c t e d s h a p e o f t h e

s h a f t o r b e a m d u r i n g v i b r a t i o n . I n v i e w o f t h e l a s t

f a c t o r , t h e r e a r e t h e o r e t i c a l l y a n i n f i n i t e n u mb e r o f

n a t u r a l f r e q u e n c i e s , b u t t h e l o we s t o r f u n d a me n t a l f r e q u e n c y

i s u s u a l l y t h e mo s t s e r i o u s a n d i t i s t h e a v o i d a n c e of

o p e r a t i o n a t t h i s f r e q u e n c y wh i c h i s t h e p r i me c o n c e r n .

I n t h e c a s e of t h e a u g e r c o n v e y o r , t h e g e n e r a l d e s i g n

f e a t u r e s a nd , i n p a r t i c u l a r , t h e l o n g l e n g t h s o f a u g e r f l i g h t s

e mp l o y e d i n p r a c t i c e c a n r e s u l t i n t h e c r i t i c a l s p e e d

o c c u r r i n g we l l wi t h i n t h e wo r k i n g r a n g e .

F o r a f r e e l y s u p p o r t e d , u n i f o r m s h a f t o r b e a m, t h e

c r i t i c a l s p e e d i s g i v e n b y


36/75

25.

NCK = 3 ° 7T n 2 / ” i r e v . / mi n . . . . . . . . . . . . . . . . , . ( 1 )

a c c e l e r a t i o n d u e t o g r a v i t y

= 3 8 6 i n . / s e c . 2

E = mo d u l u s of El a s t i c i t y , l b . / i n . -

I = s e c o n d mo me n t o f a r e a o f b e a m o r

s h a f t c r o s s s e c t i o n a b o u t t h et r a n s v e r s e a x i s , i n . 4

L = l e n g t h o f b e a m o r s h a f t , i n .

w = d i s t r i b u t e d we i g h t , l b , / i n .

n = c o n s t a n t

Th e c o n s t a n t n t a k e s o n t h e v a l u e s 1 , 2 , 3 , 4 . . .

d e p e n d i n g o n wh e t h e r t h e mo d e o f v i b r a t i o n i s t h e

f u n d a me n t a l , 2 n d , 3 r d , 4 "fch . . . h a r mo n i c r e s p e c t i v e l y .

I n t h e c a s e o f a n a u g e r , s o me c o n s i d e r a t i o n o f t h e

s t i f f n e s s of t h e h e l i c a l b l a d e i s n e c e s s a r y . Owi n g t o t h e

c o mp l e x s h a p e o f t h e b l a d e a n d t h e i n d e f i n i t e n a t u r e o f t h e

c o n s t r a i n t s i mp o s e d b y t h e a t t a c h me n t o f t h e b l a d e t o t h e

c e n t r a l s h a f t o r c o r e , a n e x a c t a n a l y s i s wo u l d b e e x c e e d i n g l y


37/75


38/75


39/75

3*0 — ,

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F ig . 6

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f i m p e n ' o t j

N o m o g r a p h R e l a t i n g Tu b e

P fA M E T E R S f TH iCKNES 'S


40/75

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1006- 6 0 0 -

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L ( a

N o m o g r a p h f o r t h e : P e TEg M ! N M »g j l - -g E —

S p e e d s o f S t r f w L o n v e y q r C o r e . __ T u 5ES^


41/75

o f " a r a l d i t e ” wa s mo u l d e d a n d c e me n t e d ( wi t h r e f l e c t i v e

c e me n t ) t o o n e c o mp l e t e p i t c h o f t h e " b l a de . Us i n g p h o t o

e l a s t i c t e c h n i q u e s , n o c h a n g e i n s t r e s s p a t t e r n wa s o b s e r v e d

t o t a k e p l a c e d u r i n g t h e l o a d i n g a n d u n l o a d i n g of t h e a u g e r .

Th i s a l s o i n d i c a t e s t h e n e g l i g i b l e s t i f f n e s s o f t h e b l a d e .

A s a t i s f a c t o r y e s t i ma t e o f t h e c r i t i c a l s p e e d c a n b e

ma d e b y n e g l e c t i n g t h e s t i f f n e s s o f t h e b l a d e a l t o g e t h e r a n d

b a s i n g t h e c a l c u l a t i o n s o n t h e c o r e t u b e o n l y . F o r a s t e e l

c o r e t u b e e q u a t i o n ( 1 ) c a n b o s i mp l i f i e d ! t h e f u n d a me n t a l

c r i t i c a l s p e e d i s g i v e n b y

NCR = ^ 7 — J d 02 + d .2 r e v . / mi n . . . . ( 2 )

To a i d i n t h e d e t e r mi n a t i o n o f t h e c r i t i c a l s p e e d s t wo

n o mo g r a p h s h a v e b e e n p r e p a r e d ( 8 ) . Th e n o mo g r a p h s h o wn

i n Fi g . 6 r e l a t e s t h e o u t s i d e a n d i n s i d e t u b e d i a me t e r s wi t h

t u b e t h i c k n e s s . Th e n o mo g r a p h s ho \ v n i n F i g . 7 h a s b e e n

p r e p a r e d t o me e t t h e r e q u i r e me n t s o f e q u a t i o n ( 2 ) , T h e

f o l l o wi n g e x a mp l e wh i c h a p p l i e s t o t h e 6 i n , t e s t a u g e r

27.


42/75

• U c i i o S 3 " S , 5 N V S A S W ^ ‘

0 9 C C

0 0 s

0 0 0 !

O O s ?

0 0 0 2

3 * c « • • f f ! * O O

3 { 0 1

? j s 2


43/75

i l l u s t r a t e s t h e u s e o f t h e t wo n o mo g r a p h s s -

Bx an r p l e - 6 i n c h Te s t Au g e r ( De t a i l s g i v e n i n Ta b l e 1 ) .

I n Fi g . 6 , a l i n e i s d r a wn c o n n e c t i n g t h e o u t s i d e

d i a me t e r d Q - 2 i n c h e s wi t h t h e t u b e t h i c k n e s s t = 16 g ge .

Th e a p p r o x i ma t e i n s i d e d i a me t e r , d ^ = 1 . 8 7 i n c h e s i s r e a d

o f f . ( T h e c o r r e c t v a l u e o f d ^ i s 1.872 i n c h e s ) .

No w i n F i g , 7 a, l i n e c o n n e c t i n g d ^ = 2 i n c h e s wi t h

d ^ = 1.87 i n c h e s i s d r a wn ^ t h i s l i n e i n t e r s e c t s t h e O- a x i s

a t a v a l u e o f a = 2 . 7 3 c Ne x t , c o n n e c t t h i s v a l u e o f a

wi t h t h e c o r r e s p o n d i n g v a l u e o f P t h a t i s , (3 = 2.735

g u i d e l i n e s d r a wn b e t we e n t h e 0: a n d P a x e s a i d t h e

t r a n s f e r f r o m & t o P , F i n a l l y c o n n e c t P = 2 , 7 3 wi t h

t h e v a l u e of L = 8 f e e t o n t h e l e n g t h a x i s . Th i s l i n e

i n t e r s e c t s t h e c r i t i c a l s p e e d a x i s a t t h e v a l u e of

NqR = 1,420 r e v . / mi n .

Ap p r o x i ma t e me a s u r e me n t s we r e ma d e o f t h e c r i t i c a l

s p e e d o f t h e 6 i n . a u g e r o v e r a r a n g e o f e l e v a t i o n a n g l e s f

t h e r e s u l t s a r e s h o wn i n F i g u r e 8 . I t c a n b e s e e n t h a t t h e


44/75

C o

n v e y o

r .

L e n g t h

-

F r

H a r m o n i c

C u r v e I

2 5 0 5 0 0 I SO

C r i t i c a l $P€£s N c ^ R ^ / M

lOOO

F ie . 9 . - C r i t i c a l S p e e d s f o r .

T y p i c a l C o n v e y o r C o re Tube

O D = 2 'oo i n . cs^e = i s


45/75

c o mp u t e d v a l u e o f 1,420 r e v . / mi n . i s a r e a s o n a b l e e s t i ma t e

o f t h e c r i t i c a l s p e e d . Ho we v e r , i t mu s t b e p o i n t e d o u t

t h a t t h e me a s u r e d c r i t i c a l s p e e d s a r e i n f l u e n c e d b y t h e

u n k n o wn s t i f f n e s s o f t h e t e s t r i g s t r u c t u r e a s we l l a s b y

a n y d y n a mi c u n b a l a n c e o f t h e a u g e r i t s e l f . Th e s e f a c t o r s

c o u l d a c c o u n t f o r s o me of t h e d i f f e r e n c e b e t we e n t h e me a s u r e d

a n d c o mp u t e d s p e e d s .

Eq u a t i o n s ( l ) a n d ( 2 ) s h o w t h a t t h e c r i t i c a l s p e e d v a r i e s

i n v e r s e l y wi t h t h e s q u a r e of t h e c o n v e y o r l e n g t h . A g r a p h

o f c r i t i c a l s p e e d v e r s u s l e n g t h f o r a t y p i c a l c o n v e y o r wh i c h

h a s a 2 i n c h o u t s i d e d i a me t e r b y 16 g a u g e wa l l t h i c k n e s s c o r e

t u b e i s s h o wn i n F i g . 9 . Cu r v e ( a ) s h o ws t h e f u n d a me n t a l

c r i t i c a l s p e e d s a n d c u r v e ( b ) s h o ws t h e s e c o n d h a r mo n i c .

I t c a n b e s e e n t h a t t h e f u n d a me n t a l c r i t i c a l s p e e d s f o r t h e

l o n g e r l e n g t h c o n v e y o r s d o o c c u r we l l wi t h i n t h e o p e r a t i n g

s p e e d r a n g e o f t h e c o n v e y o r ^ e v e n t h e s p e e d s c o r r e s p o n d i n g

t o t h e s e c o n d h a r mo n i c a r e wi t h i n t h e wo r k i n g r a n g e o f t h e

l o n g e r c o n v e y o r s .


46/75

C o / i v e u o r

n q >

M o fer/af

Fig. 10. Maters a l in

C o n v e y o r


47/75

30.

F o r b e s t o p e r a t i o n , i t i s r e c o mme n d e d t h a t t h e c o n v e y o r

s p e e d s h o u l d b e c h o s e n a s f a r a wa y f r o m t h e c r i t i c a l s p e e d

a s p o s s i b l e ? t h e o p e r a t i n g s p e e d s h o u l d b e a t l e a s t 15 p e r

c e n t a b o v e o r b e l o w t h e c r i t i c a l s p e e d , a s d e t e r mi n e d f r o m

F i g . 7.

Th e c r i t i c a l r a n g e t o b o a v o i d e d f o r t h e f u n d a me n t a l

c a s e i s s h o wn b y t h e s h a d e d a r e a i n F i g . 9 . F o r e x a mp l e ,

i f t h e a u g e r l e n g t h i s s a y , 12 f t , t h e o p e r a t i n g s p e e d s h o u l d

e i t h e r b e b e l o w 5 3 6 r e v . / mi n . o r a b o v e 7 2 5 r e v . / mi n . As a n

a l t e r n a t i v e , i f t h e o p e r a t i n g s p e e d i s t o b e , s a y , 500 r e v . / mi n .

t h e a u g e r l e n g t h s h o u l d e i t h e r b e l e s s t h a n 12.5 f t . o r g r e a t e r

t h a n 14. 3 f t .

\

Al t h o u g h t h e c r i t i c a l s p e e d s o f l o n g a u g e r s a r e q u i t e l o w,

s o me c o mp e n s a t i o n i s g a i n e d a s a r e s u l t o f t h e g r e a t e r

" f u l l n e s s " of o p e r a t i o n a t t h e l o we r o p e r a t i n g s p e e d s . Th e

" f u l l n e s s " i s a me a s u r e o f t h e a u g e r ' s c a r r y i n g c a p a c i t y

d u r i n g o p e r a t i o n . Re f e r r i n g t o F i g . 1 0 t h e " f u l l n e s s " rj

i s e x p r e s s e d b y

clTl y = ^ x 1 0 0 p e r c e n t .


48/75

" f —'**2 SO 5 0 0

- h -T 5 0 /ooo

C o n v e y o r S p e e d - R e v . / Mi n .

F i g . 1 1 - T YP I C AL F U L L NE S S GR AP H S

F O R 6 i n . AUGE R C ON VE Y OR

( R o b e r t s a n d Wi l l i s )

Ma t e r i a l : Wh e a t

L e n g t h E x p o s e d S c r e w


49/75

" F u l l n e s s " d e p e n d s o n t h e p r o p e r t i e s o f t h e b u l k ma t e r i a l

a s we l l a s o n t h e g e o me t r i c a l p r o p o r t i o n s a n d o p e r a t i n g

s p e e d o f t h e c o n v e y o r . By wa y o f e x a mp l e , t y p i c a l

" f u l l n e s s " g r a p h s b a s e d o n t h e r e s u l t s o f Ro b e r t s a n d

Wi l l i s ( 3 ) a r e s h o wn i n F i g . 11 . At t h e l o we r a n g l e s o f

e l e v a t i o n t h e " f u l l n e s s " i s n e a r 1 0 0 p e r c e n t wh i c h me a n s

t h a t t h e c o n v e y o r f l i g h t i s a l mo s t c o mp l e t e l y s u p p o r t e d wi t h i n

t h e c a s i n g § t h e r e f o r e , t h e c o n v e y o r v i b r a t i o n s wo u l d b e

c o n s i d e r a b l y r e d u c e d . By c o n t r a s t , f o r o p e r a t i o n i n t h e

v e r t i c a l p o s i t i o n , 1 0 0 p e r c e n t " f u l l n e s s " i s n o t o b t a i n e d ?

t h e b u l k ma t e r i a l wo u l d s e r v e t o d a mp t h e t r a n s v e r s e

v i b r a t i o n s a t t h e c r i t i c a l s p e e d s , b u t t h i s ma y no t b e

s u f f i c i e n t t o p r e v e n t d a ma g e b o t h t o t h e ma t e r i a l a n d t o

t h e c o n v e y o r .

Co n v e y o r s wi t h o n e s u p p o r t b e a r i n g o n l y „

I n a g r i c u l t u r a l b u l k h a n d l i n g p r a c t i c e , i t i s n o t u n c o mmo n

t o f i n d s c r e w c o n v e y o r s o r a u g e r s i n o p e r a t i o n wi t h o n l y o n e

s u p p o r t b e a r i n g l o c a t e d a t t h e u p p e r e n d . S u c h c o n v e y o r s

r e l y o n b o t h t h e c a s i n g a n d t h e ma t e r i a l i n t r a n s i t t o p r o v i d e


50/75

s u p p o r t t o t h e c o n v e y o r f l i g h t . Th e c r i t i c a l s p e e d s u n d e r

t h e s e c o n d i t i o n s wo u l d h e e x p e c t e d t o b e a g o o d d e a l l o we r

t h a n t h o s e g i v e n b y e q u a t i o n s ( 1 ) a n d ( 2 ) a n d F i g . 7 f o r a

t wo s u p p o r t b e a r i n g t y p e c o n v e y or .

I n t h e i d e a l i s e d c a s e , t h e s i n g l e b e a r i n g t y p e c o n v e y o r

ma y b e r e g a r d e d a s a c a n t i l e v e r wh i c h i s r i g i d l y s u p p o r t e d

a t i t s u p p e r e n d . Th e c r i t i c a l s p e e d f o r t h i s c a s e i s g i v e n

Co mp a r i n g e q u a t i o n s ( 1 ) a n d ( 3 ) i t i s r e a d i l y d e d u c i b l e t h a t

t h e f u n d a me n t a l c r i t i c a l s p e e d f o r a s i n g l e b e a r i n g t y p e

c o n v e y o r ma y b e o b t a i n e d b y mu l t i p l y i n g t h e v a l u e r e a d f r o m

t h e n o mo g r a p h o f F i g , 7 b y t h e f a c t o r 0 . 3 5 7 . Th i s f a c t o r

s h o u l d b e u s e d wi t h a g o o d d e a l o f d i s c r e t i o n ? t h e f a c t t h a t

t h e u p p e r b e a r i n g ma y n o t b e c o mp l e t e l y r i g i d a n d / o r t h e

c o n v e y o r f l i g h t ma y b e p a r t i a l l y s u p p o r t e d b y t h e g r a i n wi l l

t >y

( 3)

wh e r e m = 1. 875 f o r t h e f u n d a me n t a l c r i t i c a l s p e e d

5 V f o r h i g h e r h a r mo n i c s .


51/75

A y q e r f o & c S t h ?

Q -* J> "2 $ „£ r ~ ~ H r * ~ A u o e r

~ £ >c r


52/75

i n f l u e n c e t h e c r i t i c a l s p e e d c o mp u t a t i o n .

Owi n g t o t h e r a d i a l c a s i n g c l e a r a n c e , i t i s mo r e l i k e l y

t h a t i n c r e a s e d g r a i n d a ma g e wi l l o c c u r a s a r e s u l t o f a n y

e c c e n t r i c mo t i o n o f t h e a u g e r f l i g h t . F i g . 1 2 i l l u s t r a t e s

t h i s p o i n t . S i n c e t h e l o we r e n d o f t h e a u g e r i s

u n s u p p o r t e d , t h e i n e r t i a e f f e c t s wi l l t e n d t o c a u s e t h e

f l i g h t t o " wh i r l ” i n t h e d e f l e c t e d s h a p e s h o wn ( F i g . 1 2

e x a g g e r a t e s t h i s a c t i o n ) . Al t h o u g h n o e x p e r i me n t a l e v i d e n c e

h a d " be e n o b t a i n e d , i t i s p r o b a b l e t h a t g r a i n d a ma g e wo u l d

b e h i g h e r i n t h i s t y p e o f a u g e r d u e t o g r a i n p a r t i c l e s b e i n g

we d g e d b e t we e n t h e f l i g h t a n d t h e c a s i n g a t t h e l o we r e n d .

Th e r e wo u l d b e s o me me r i t i n o p e r a t i n g t h e a u g e r s a t t h e l o we s t

s p e e d p r a c t i c a b l e o u t s i d e t h e c r i t i c a l s p e e d i n o r d e r t o

r e l y o n t h e g r e a t e r " f u l l n e s s " f o r s u p p o r t o f t h e f l i g h t .


53/75

S E CT I ON

( a )

£ , CONCLUS I ONS .,

Gr a i n d a ma g e i n h a r v e s t i n g ma c h i n e s h a s b e e n t h e

s u b j e c t o f r e s e a r c h a n d i n v e s t i g a t i o n i n v a r i o u s p a r t s

o f t h e wo r l d . Th e c o n c e n t r a t i o n h a s b e e n o n t h e

t h r e s h i n g o p e r a t i o n wi t h p a r t i c u l a r e mp h a s i s o n t h e

b e a t e r - d r u m a n d c o n c a v e me t h o d o f t h r e s h i n g . Hi g h

d r u m s p e e d i s c l e a r l y t h e mo s t s i g n i f i c a n t f a c t o r i n

c a u s i n g i n c r e a s e d d a ma g e . Va r i a t i o n i n c o n c a v e

c l e a r a n c e h a s a r e l a t i v e l y i n s i g n i f i c a n t e f f e c t , a l t h o u g h

t h e r e i s a t e n d e n c y t o wa r d s i n c r e a s i n g d a ma g e a s c o n c a v e

c l e a r a n c e i s r e d u c e d p a r t i c u l a r l y a t h i g h e r d r u m s p e e d s .

Al s o , t h e r e i s a t e n d e n c y f o r d a ma g e t o i n c r e a s e wi t h

i n c r e a s e i n g r a i n mo i s t u r e c o n t e n t . Ot h e r me t h o d s

of t h r e s h i n g h a v e a l s o b e e n s t u d i e d a n d , i n c e r t a i n

c a s e s , g r a i n d a ma g e h a s b e e n l o we r t h a n n o r ma l # I n

g e n e r a l , h o we v e r , t h e s e me t h o d s h a v e n o t s h o wn a n y

r e a l a d v a n t a g e s o v e r t h e e x i s t i n g b e a t e r —d r u m a n d c o n c a v e

me t h o d .


54/75

35 .

( b ) Th e e x p e r i me n t a l s t u d y p e r f o r me d o n t h e g r a i n a u g e r

t e s t r i g h a s s h o wn t h a t u n d e r n o r ma l c o n d i t i o n s o f

o p e r a t i o n , g r a i n d a ma g e i n a u g e r c o n v e y o r s i s mo s t

l i k e l y t o b e n e g l i g i b l e * Da ma g e i n c r e a s e s i f t h e

a u g e r o p e r a t e s i n t h e c r i t i c a l s p e e d r a n g e f o r

t r a n s v e r s e v i b r a t i o n s , a n d i t i s c l e a r t h a t o p e r a t i o n

i n t h i s r a n g e s h o u l d b e a v o i d e d . Al s o , i n c r e a s e d

d a ma g e wi l l o c c u r i f t h e r a d i a l c a s i n g c l e a r a n c e i s

a p p r o x i ma t e l y e q u a l t o t h e g r a i n s i z e . I t i s

p r e f e r a b l e , t h e r e f o r e , t o e mp l o y c l e a r a n c e s g r e a t e r

t h a n t h e g r a i n s i z e . Th e l i k e l i h o o d o f d a ma g e wi l l

b e l e s s e n e d i f c o n s t r i c t i o n s t o t h e d i s c h a r g e f l o w o f

t h e g r a i n f r o m t h e a u g e r a r e p r e v e n t e d .

( c ) Owi n g t o t h e l o w f l e x u r a l r i g i d i t y o f a n a u g e r c o n v e y o r ?

t h e c r i t i c a l s p e e d f o r t r a n s v e r s e v i b r a t i o n s ma y o c c u r

we l l wi t h i n t h e wo r k i n g s p e e d r a n g e . Th e f l e x u r a l

r i g i d i t y d e p e n d s p r i ma r i l y o n t h e r i g i d i t y o f t h e

c e n t r a l t u b e o r c o r e ? t h e b l a d e ma k e s n e g l i g i b l e

c o n t r i b u t i o n t o t h e s t i f f n e s s . Th e c r i t i c a l s p e e d ma y


55/75

b e c o mp u t e d wi t h s u f f i c i e n t a c c u r a c y f o r p r a c t i c a l

p u r p o s e s o n t h e b a s i s o f t h e c e n t r a l t u b e o n l y a n d

n e g l e c t i n g t h e e f f e c t o f t h e b l a d e . Wh i l e t h e g r a i n

i n t r a n s i t t h r o u g h a n a u g e r d o e s o f f e r s o me s u p p o r t t o

t h e a u g e r f l i g h t , i n mo s t c a s e s t h e f u l l n e s s o f

o p e r a t i o n i s n o t s u f f i c i e n t l y h i g h t o ma t e r i a l l y

r e d u c e t h e v i b r a t i o n s . Th e g r a i n wo u l d p r o d u c e a

d a mp i n g e f f e c t b u t t h i s ma y no t b e s u f f i c i e n t t o r e d u c e

t h e g r a i n d a ma g e .

Au g e r c o n v e y o r s wi t h o n l y on e s u p p o r t b e a r i n g wo u l d ,

i n g e n e r a l , h a v e l o we r c r i t i c a l s p e e d s t h a n t h e

e q u i v a l e n t c o n v e y o r wi t h t wo s u p p o r t b e a r i n g s . I n

v i e w o f t h e " wh i r l i n g 11 t h a t c o u l d t a k e p l a c e i n s u c h a

c o n v e y o r d u e t o e c c e n t r i c r o t a t i o n a t t h e u n s u p p o r t e d

e n d t h e r e wo u l d t e n d t o b e a n i n c r e a s e d l i k e l i h o o d

o f g r a i n d a ma g e . Th i s t y p e o f c o n v e y o r wo u l d n e e d t o

r e l y o n t h e g r a i n s u p p o r t a n d s h o u l d o p e r a t e a t t h e

l o we r s p e e d s , o u t s i d e t h e c r i t i c a l r a n g e , wh e r e t h e

f u l l n e s s i s g r e a t e r .


56/75


57/75

38 .

6. Ro b e r t s , A. W. ,

Ar n o l d , P . O. ,

7. Ro b e r t s , A. W. ,

Ar n o l d , P . C.

8. Ro b e r t s , A. W. ,

Ar n o l d , P . C. ,

9. Ar n o l d , P . O. ,

Ro be r t s , A. W. ,

10. Ar n o l d , P . O. ,

Ro b e r t s , A. W.

11. Ar n o l d , P . O. ,

Ro b e r t s , A. W.

" Do Gr a i n Au g e r s Da ma g e Gr a i n ? "

P o we r F a r mi n g , S e p t e mb e r 1 96 5? V7 4> No . 9 .

" T r a n s v e r s e Vi b r a t i o n s o f Au g e r

C o n v e y o r s ” .

J . Ag r i c . En gn g . Re s . , 1965 , 1 0, ( 3 ) .

" Cr i t i c a l S p e e d s o f S i n g l e S p a n S c r e w

o n Au g e r Co n v e y o r s " .

Me c h a n i c a l Ha n d l i n g ( L o n d . ) Ap r i l , 1965

" A Ne w Ma c h i n e f o r De t e r mi n i n g

Me c h a n i c a l P r o p e r t i e s o f Wh e a t Gr a i n s " .

S u b mi t t e d f o r p u b l i c a t i o n .

" S t r e s s Di s t r i b u t i o n s i n Lo a d e d Wh e a t

Gr a i n s " .

J . Ag r i c . En g n g . Re s , 1966, 11 , (1 ) .

Bu l l e t i n o n Me c h a n i c a l a n d Rh e o l o g i c a l

Te s t i n g o f Wh e a t Gr a i n s .

( i n p r e p a r a t i o n . )


58/75

39 .

1 2 . Ki n g , D. L.

13 . Ki n g , D. L.

1 4 . Ki n g , D. L.

15. Mi t c h e l l ,

, Ri d d o l l s A. W. ,

, Ri d d o l l s A. W.

" Da ma g e t o Wh e a t S e e d a n d P e a S e e d

i n Th r e s h i n g " .

J . Ag r i c . En g n g . Re s . 1 9^ 0, 5 ( 4 )

3 8 7 .

" A He a d e r Ha r v e s t e r f o r Re s e a r c h

P u r p o s e s " .

J . Ag r i c . En g n g . Re s „ 1 9^ 1 , 6 ( 3 )

2 3 7 .

" Da ma g e t o Wh e a t a n d P e a S e e d i n

Th r e s h i n g a t Va r y i n g Mo i s t u r e

Co n t e n t " ,

J . Ag r i c . En g n g , Re s . 1 96 2 , 7 ( 2 )

9 0 .

" Th e Ef f e c t o f Dr u m S e t t i n g a n d

Cr o p Mo i s t u r e Co n t e n t o n t h e

Ge r mi n a t i o n o f Co mb i n e Ha r v e s t e d

Wh e a t " .

Re p . 51 • Na t . I n s t . Ag r i c , En g n g .

S i l s o e En g l a n d 1 95 5 *


59/75


60/75

41.

2 0 . Ar n o l d , R. E . , J o n e s , M. P . " A S u r v e y of Gr a i n Da ma g e I n c u r r e d

a n d Dr u m S e t t i n g s Us e d d u r i n g t h e

Co mb i n e - h a r v e s t i n g of Ca p p e l l e

De s p r e y Wh e a t a n d P r o c t o r Ba r l e y " .

J . Ag r i c . En g n g . Re s . 1 96 3, 2 ( 8 ) , 178 .

21 . He b b l e t h wa i t e , P. ,

He p h e r d , R. Q.

" A De t a i l e d Te s t P r o c e d u r e f o r

Co mb i n e - h a r v e s t e r s " .

Te s t Re p o r t s ( No s . 2 6 6 - 3 0 0 ) Na t . I n s t .

Ag r i c . En g n g . 1963 . S 365 .

" As p e c t s o f Co mb i n e —h a r v e s t e r De s i g n" .

J . I n s t n . Ag r i c . En gr s . 1 9 6 2 , 18 ( 3 )

96 .

" E x p e r i me n t s wi t h Ra s p Ba r Th r e s h i n g

Dr u ms . I . S o me F a c t o r s Af f e c t i n g

P e r f o r ma n c e " .

J . Ag r i c . En g n g . Re s . , 1 964, 9 ( 2 ) , 99 .

24 . Ar n o l d , R. E . , La k e , J . R. " E x p e r i me n t s wi t h Ra s p Ba r Th r e s h i n g

Dr u ms , I I . Co mp a r i s o n o f Op e n a n d

Cl o s e d Co n c a v e s " .

J . Ag r i c . En gn g. Re s . 1964, 9 ( 3 ) , 2 5 0 .

22 . He b b l e t h wa i t e , P. ,

Ar n o l d , R. E.

23 . Ar n o l d , R. E.


61/75

Ar n o l d , R. E . ,

La k e , J . R.

Bu r r o u g h s , D. E.

De Lo n g , S c h wa n t e s .

Gr o s s , J . R. , Ke p n e r , R

J o n e s , L. G.

Ma r k , A. H. ,

Go d l e ws k i , K. J . M.

Co l e ma n , J . L.

S c h u l z e , Vo n K. H.

" E x p e r i me n t s wi t h Ra s p Ba r Th r e s h i n g

Dr u ms I I I P o we r Re q u i r e me n t s " .

J . Ag r i c . En g n g . Re s . , 1964, 9 ( 3 )

3 4 8 ,

" P o we r Re q u i r e me n t s o f Co mb i n e Dr i v e s " .

Ag r i c u l t u r a l En g i n e e r i n g , 1954, 35

( 1 ) 1 5 .

" Me c h a n i c a l I n j u r y d u e t o Th r e s h i n g

of Ba r l e y 11- Ag r i c u l t u r a l En g i n e e r i n g

1 94 2, Vo l . 23, ( 3 ) .

• A. " P e r f o r ma n c e Ch a r a c t e r i s t i c s o f t h e

Gr a i n Co mb i n e i n Ba r l e y " .

Ag r i c u l t u r a l En g i n e e r i n g , 1958 , 39 , 69 7.

" E v a l u a t i n g Co mb i n e P e r f o r ma n c e 2

A Gl o b a l Ap p r o a c h " .

Ag r i c u l t u r a l En g i n e e r i n g , Ma r c h 1963 ,

136 .

Ki n e ma t o g r a p h i s c h e Un t e r s u c h a n g

d e s Dr e s c h v o n g a n g e s i n e i n e r


62/75

Ke r r , J . A. ,

Ra ws o n , J . E.

Ba i n e r , R. Wi n t e r s , J . S .

Ba i n e r , R . , Wi n t e r s , J . S .

Ko l g a n o v , K. G.

S c h l a g l e i s t e n t r o mi n e l " . ( ’’Ci n e

ma t o g r a p h i c I n v e s t i g a t i o n o f t h e

Th r e s h i n g Pr o c e s s i n a Be a t e r Ba r

Dr u m" . )

Gr d l g n . d. L a n t e c h n . , 19 5 6 , He f t .

7, 1 1 3 .

" A S e l f - P r o p e l l e d Co mb i n e Ha r v e s t e r

f o r Ex p e r i me n t a l P l o t s " .

Ql d . J n l , Ag r i c . S c i e n c e , 1 9 6 1 , 18, 4 9 1 *

" Ne w P r i n c i p l e s i n T h r e s h i n g Li ma

B e a n S e e d " .

Ag r i c u l t u r a l En g i n e e r i n g , Ma y 1 93 7 *

18 , 2 0 5 .

" Re s u l t s o f Te s t s o f a Ru b b e r Ro l l e r

Be a n Th r e s h e r " .

Ag r i c u l t u r a l En g i n e e r i n g , J u n e 1 9 3 8 ,

1 9, 2 5 1 .

" Me c h a n i c a l Da ma g e t o Gr a i n Du r i n g

Th r e s h i n g " . ( T r a n s l a t i o n b y


63/75

45 .

4 0 , Cu mr n i n g , G. H.

4 1 . N. I . A. E. Re p o r t 29 4*

" Te s t Be n c h f o r Gr a i n Au g e r s "

Un p u b l i s h e d B. E. Th e s i s 1 9 5 8 >

S c h o o l o f Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g

Th e Un i v e r s i t y o f Ne w S o u t h Wa l e s .

F a r m Me c h a n i s a t i o n .

J u n e 1 9^ 2 , p. 2 21 .


64/75

46 .

8 . AP P E N DI X I I . RE S UL TS .

Te s t No . 1. - Mi x e d Wh e a t s M. C. ~ 9 ^ -u

No . o f p a s s e s - Ni l .

S a mp l e No . S a mp l e wt .Gr a ms ,

Wt . Re j e c tGr a i n - Gr a ms .

°l Re j e c t

1 4 6 1 . 0 1 1 . 3 2 . 4 5

2 4 5 1 . 6 1 1 . 0 2 . 4 4

3 464.8 1 0 . 1 2 .18

4 4 4 9 . 4 1 0 . 2 2 . 2 7

5 4 4 7 . 9 9 . 8 2.18

6 4 4 7 . 4 1 0 . 6 2 . 3 8

7 4 5 7 . 7 1 0 . 6 2 . 3 2

8 4 5 1 . 0 1 0 . 2 2 . 2 6

9 4 5 2 . 9 10.5 2 . 3 2

1 0 4 5 4 . 1 9.8 2 .17

Me a n 2 .30


65/75

4 7 .

No. o f p a s s e s - 5

S a mp l e No * S a mp l e wt .

Gr a ms .

Wt . Re j e c t

Gr a i n - Gr a ms

% Re j e c t

1 4 s -

0 0 • 1 1 . 7 2.60

2 460.6 10.9 2.42

3 4 4 8 . 3 1 2 . 5 2 .78

4 4 4 6 . 5 1 3 . 6 3 . 0 5

5 4 4 5 . 5 1 1 . 0 2.48

6 4 5 0 . 0 1 2 . 4 2 . 7 6

7 4 5 1 . 7 11. 6 2.58

84 4 6 . 8 12.6 2 . 8 3

9 4 5 5 . 3 11.8 2 . 5 9

10 4 4 9 . 4 1 2 . 9 2.87

MEAN 2 .70


66/75

of p a s s e s - 10

S a mp l e No . S a mp l e \ vt .

Gr a ms .

Wt . Re j e c t

Gr a i n - Gr a ms

% Re j e c t

1 4 5 2 . 8 1 1. 7 2.58

2 4 46 . 7 12.1 2.72

3 4 4 8 . 2 1 1 . 9 2.66

4 4 5 0 . 1 1 2 . 3 2 . 7 3

5 4 5 0 . 3 12.8 2.84

6 4 5 0 . 2 1 1 . 7 2 . 5 9

7 4 4 9 . 6 1 1 . 5 2.56

8 5 5 3 . 5 1 2 . 7 2 . 2 9

9 4 4 2 . 2 1 1 . 4 2.58

1 0 446.8 1 2 . 6 2 . 8 2

Me a n 2.64


67/75

49*

No. of p a s s e s - 3 0

S a mp l e No . S a mp l e wt .

Gr a ms .

Wt . Re j e c t

Gr a i n - Gr a ms

$ Re j e c t

1 4 4 7 . 5 11.8 2.64

2 4 4 5 . 2 11. 2 2.52

3 4 5 0 . 1 12.2 2 . 7 1

4 4 5 2 . 8 11. 8 2.61

5 0 0•

O L T s 1 2 . 4 2 . 7 5

6 4 4 4 . 8 12.4 2 . 7 9

7 448 . 8 1 2 . 5 2 . 7 9

8 4 4 9 - 0 13.0 2.90

9 4 5 6 . 6 12.4 2 . 2 0

1 0 4 5 0 . 7 1 3 . 3 2 . 9 5

Me a n 2.69


68/75

50.

No. of p a s s e s - 50


69/75

To s t No . 2. - Mi x e d Wh e a t s m. c . ~ 9 $============== ? " w. h .

51*

No. , o f p a s s e s - Ni l .


Gr a ms

Wt . Re j e c t

Gr a i n - Gr a ms .

$ Re j e c t

1 4 5 7 . 7 2 2 . 5 4 . 9 2

2 4 5 8 . 7 2 2 . 2 4.84

3 4 5 1 . 0 2 1 . 8 4 . 8 3

4 4 5 7 . 9 2 4 . 3 5 . 3 0

5 4 5 5 . 0 2 3 . 0 5.06

6 460.9 • - 4 -

O J

5 . 2 9

7 4 5 7 . 6 24.0 5 . 2 5

8 4 5 7 . 6 25.0 5 . 4 6

9 456.8 2 3 . 4 5 . 1 2

1 0 461.0 2 1.9 4 . 7 5

Me a n 5 . 0 8


70/75

Mo . o f p a s s e s - 1 052 .


Gr a ms .

Wt . Re j e c t


$ Re j e c t

1 4 5 7 . 2 2 0 . 7 4 . 5 3

2 4 6 4 . 3 2 3 . 4 5 . 0 4

3 464.6 2 3 . 5 5.06

4 466.6 2 2 . 5 4.82

5 46 4 . O 2 4 . 4 5.26

6 4 6 2 . 3 2 4 . 4 5.26

7 461.8 25.2 5 . 4 6

8 46O.1 2 3 . 3 5 . 0 7

9 4 6 7 . 2 22.6 4.84

i 10 462.7 2 3 . 0 4 . 9 7

Me a n 5 . 0 3


71/75

53-

No. o f p a s s e s - 2 0


Gr a ms .

Wt . Re j e c t


%5 Re j e c t

1 4 6 3 . 4 2 3 . 9 5 . 1 6

2 4 6 3 . 9 2 3 . 3 5 . 0 3

3 464.8 21.8 4 . 6 9

4 4 6 4 . 5 2 5 . 9 5 . 5 8

5 463.8 2 3 . 3 5 . 0 3

6 4 69 . 1 2 2 . 3 4 . 7 6

7 4 6 9 . 4 22.0 4 . 6 9

8 464.8 2 4 . 7 5 . 3 2

9 4 6 5 . 3 25.0 5 . 3 7

10 4 6 4 . 2 24.0 5 . 1 7

Me a n 5.08


72/75

Ho. of p a s s e s — 3 0

54 *


Gr a ms .

Wt . Re j e c t

Gr a i n - Gr a ms ,

% Re j e c t

1 4 6 9 . 0 2 3 . 5 5 . 0 1

2 4 7 2 . 7 2 5 . 3 5 . 3 6

3 4 7 0 . 7 2 4 . 9 5 . 2 9

4 4 8 0 . 3 24.8 5 . 1 7

5 4 71 . 1 2 4 . 5 5.20

6 4 7 3 . 3 22.2 4 . 7 0

7 464.6 2 5 . 3 5 . 4 4

8 4 6 5 . 4 24.8 5 . 3 3

9 4 7 0 . 0 2 3 . 9 5.08

10 466.6 23.6 5.06

Me a n 5 . 1 6


73/75

of p a s s e s - 4055-


Gr a ms .

Wt . Re j e c t


% Re j e c t

1 4 6 7 . 4 2 3 . 3 4 . 9 8

2 4 6 2 . 8 2 4 . 7 5 . 3 4

3 466.1 2 3 . 9 5 - 1 3

4 4 6 7 . 2 26.0 5 . 5 6

5 466.8 2 4 o 5 . 2 5

6 468.4 2 2 . 0 4 . 7

7 4 7 1 . 0 2 2 . 5 4 . 7 8

8 4 7 0 . 6 2 1 . 2 5 . 5 1

9 4 7 2 . 9 2 2 . 7 4 . 8 0

1 0 4 7 2 . 2 2 5 . 3 5 . 3 5

Me a n 5 . 0 4


74/75

of p a s s e s - 5 Q

56.


Gr a ms .

Wt . Re j e c t

Gr a i n - Gr n ms .

$ Re j e c t

1 4 7 0 . 3 2 2 . 6 4 . 8 1

2 4 6 9 . 6 2 3 . 8 5 . 0 7

3 4 7 1 . 2 24.4 5 . 1 8

4 4 6 9 . 1 2 3 . 3 4 . 9 7

5 4 7 2 . 9 25 . O 5 . 2 9

6 470 .0 2 3 . 5 5 . 0

7 4 7 1 . 4 2 2 . 0 4 . 6 7

8 4 7 1 . 7 2 0 . 0 4 . 2 3

9 471.9 24.6 5 . 2 5

1 0 472.1 25.8 5 . 4 5

Me a n


75/75

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