刮板输送机在综采工作面的延伸距离较长，同时受到工作面地质条件因素的影响，刮板输送机的链条张紧力处于动态变化之中。刮板输送机的链条张紧力过松，会引发堆链、卡链事故；链条张紧力过紧，在增加刮板输送机负荷的情况下，会导致断链、中部槽、槽沿等机械设备严重磨损。因此，如果不合理控制刮板输送机的张紧力，会影响刮板输送机的工作效率，缩短使用时间，增大井下设备维护人员的劳动强度^[1,2]。针对刮板输送机链条存在的问题，特设计了一种新型的链条自动张紧方案，以切实解决刮板输送机实际生产过程中存在的问题。

刮板输送机链条自动张紧方案的系统组成和工作原理如图1所示。该方案由PLC、链条载荷检测装置、电磁阀、张紧油缸以及压力传感器、位移传感器、温度传感器组成^[3]。其中，链条载荷检测装置实时检测并传送刮板输送机链条的张紧力数值。PLC接收到该值后进行逻辑判断，当需要增加链条张紧力时，控制电磁阀输出，进而控制张紧油缸，使其压力值增大，由压力传感器实时检测当前张紧油缸的压力值，由位移传感器检测油缸的行程。当需要减小链条张紧力时，PLC控制电磁阀，进而控制张紧油缸缩小压力值。链条载荷检测装置输出4～20 m A的电流信号，由PLC的模拟量输入模块接收并处理，转换成数字量。温度传感器用于检测张紧油缸内的温度，当温度值超过180℃时，发出警报并停止油缸动作^[4,5]。

基于PLC控制的刮板输送机链条自动张紧方案的硬件主要有PLC、电磁阀、链条载荷检测装置、压力传感器、位移传感器和温度传感器等。

刮板输送机链条自动张紧方案的软件设计流程如图2所示。刮板输送机链条是一个弹性体，当刮板输送机不工作时，可以将其张紧力值设置为0；当刮板输送机准备工作时，设置预张紧力值将链条张紧；当刮板输送机工作时，根据工况以及实时检测的链条张紧力对链条进行自动张紧。对刮板输送机的链条张紧有自动和手动两种操作模式，PLC程序开始先判断当前操作模式是否为自动，如果不是，则执行手动操作模式，这里不做细述；如果是自动模式，则启动链条自动张紧流程^[6]。PLC程序会循环检测刮板输送机“启动”信号，一旦“启动”信号到达，则检测刮板输送机机尾张紧油缸的压力，同时判断该压力值是否小于设定的压力值下限，如果小于，则执行伸机尾油缸操作；如果机尾油缸压力值不小于设定的压力值下限，则判断该压力值是否大于所设定的压力值下限；如果大于，则执行缩机尾油缸操作；如果机尾油缸压力值不大于设定的压力值下限，则当前刮板输送机的链条张紧力处于正常范围。此时，判断是否接收到“停止”刮板输送机的信号，如果没有接收到，则循环检测机尾油缸压力；如果接收到“停止”刮板输送机信号，则调节机尾油缸压力值至预张紧压力值，同时延长时间T。在延长时间内，如果接收到“启动”刮板输送机信号，则循环检测机尾油缸压力；如果没有接收到“启动”信号同时延长时间T已到，则释放刮板输送机的张紧力至0,PLC软件控制流程结束。在所述PLC控制链条自动张紧流程中，设置有链条预张紧力值，当刮板输送机停止工作后，将链条张紧力彻底释放至0。该操作在保护刮板输送机链条的同时，还能够延长链条的使用周期。

2018年6—12月，在11206综采工作面进行工业试验。将上述链条自动张紧方案应用于刮板输送机的电气系统中。到2018年12月，该综采工作面累计推进1 539 m，累计出煤4.30×10⁶t。在此过程中，刮板输送机链条工作正常，未出现链条卡链、断链等故障；刮板输送机的其他各机械部件使用良好。但需要注意的是，输送刮板机中部槽、槽沿和链轮有一定的磨损。另外，在工业试验中，刮板输送机的一个哑铃销出现一次断裂的情况，原因是液压支架执行推溜动作时，对应刮板输送机的溜子漂溜现象严重，导致该溜子的哑铃销断裂。采用该链条自动张紧方案后，刮板输送机的事故率明显降低，在延长机械设备使用周期的同时，提高了生产效率。

在该链条自动张紧方案的工业试验中出现了一些问题，现分析并总结如下：a)链条载荷检测装置检测的链条张紧力值不准确。经查找并分析得知是该检测装置温度过高，导致检测精度较差。为链条载荷装置加装水冷系统后，解决了这个问题。b)位移传感器在检测张紧油缸位移时误差较大。经查找并分析得知是PLC软件程序中对该模拟量的处理存在问题，修改PLC程序后该问题得以解决。c)驱动张紧油缸伸缩动作无法实现。经查找并分析后得知是电磁阀与PLC的接线存在问题，修改后该问题得以解决。d)PLC检测到压力传感器数值始终为0。经查找并分析得知是接线问题，修改后该问题得以解决。

设计并实现的刮板输送机链条自动张紧方案，以PLC为核心，以传感器技术为检测手段，通过链条载荷检测装置实时获取刮板输送机链条的张紧力。与当前链条理论张紧力值做比较，根据结果由电磁阀控制张紧油缸的伸缩动作，实现链条的自动张紧功能。该方案已经在11206综采工作面的刮板输送机电气系统中使用。结果表明，该方案达到预期设计目标，有较好的社会价值和经济价值，值得推广。