刮板输送机长时间高负荷运行，链条会出现异动的松动，被拉长。受到拉长影响，会在链轮分离点位置处出现松动，引起出现锻炼、别卡等情况^[1,2]。为了避免刮板输送机由于链条松动出现故障，在运行一段时间之后，就需要给链条施加一定的预应力，使得链条产生一定的预加伸长量。但是这种方式情况下，链条较紧，链轮的磨损较为严重，会引起断链问题^[3。因此，根据矿井需要，设计一种新型的刮板机链条自动张紧设备，以便实现链条的自动张紧。

链条自动张紧设备主要是由压力传感器、PLC、液压系统等组成，在刮板输送机机尾位置安设伸缩装置，通过压力传感器的监测数据并经PLC计算，实现对机械的液压系统控制，达到对链条张紧程度调节目的。

设置的机尾伸缩装置主要是由固定架以及活动架体等部分组成，并通过机尾部分左右对称的油缸将上述两部分连接起来，油缸一端与固定架连接，另一端与活动架体连接，当需要对链条张紧程度进行调节时，对液压系统油压进行调整就可以实现对油缸伸缩度控制，从而实现对链条张紧程度控制。

对伸缩量油缸压力进行计算控制时需要考虑到活动支架移动时的摩擦阻力，链条在空载的预应力以及重载时的张力，泵站提供的压力。链条采用钢材制作而成，是可以伸缩的弹性体，在外力作用下会出现一定的弹性变形，具体的伸缩量与链条本身的弹性模型、横截面面积、链条长度、链条条数、刮板输送机长度及链条受到的载荷等因素有关。同时根据有关研究结果可以得出，链条内个点的张力与链条受到的预应力成正比，链条受到的预应力越大，链条内个点受到的张力越高、链条的磨损程度越严重。

因此，链条自动退张紧装置的张紧力应根据载荷的变化发生一定的变化，确保链条内各点处的最小张力始终高于0，机尾处设置的油缸行程应大于刮板从空载到重载时的链条伸长量。

对链条张力进行自动监测主要是依靠设置在刮板机机尾位置的压力传感器、行程传感器等进行。采用的刮板机压力传感器的量程最大值为50MPa，主要对油缸内部的压应力进行监测，并将监测的压应力值传输给PLC控制器；行程传感器对机尾处的伸缩装置的伸缩量进行监测，对油缸的实际运行状态进行判定，当控制系统监测监测油缸压力过小，需要伸长油缸时，行程传感器采集信息可以确保油缸伸缩时每次只移动一个设定距离。

自动张紧装置液压系统主要是提供伸缩需要的张力，系统主要由电磁阀、泵站、油缸以及高压油管理等构成。电磁阀接收到PLC控制器的控制系统号执行相应的打开或者关闭动作，当控制系统需要增加压力或者降低压力时，控制器打开电磁阀，使得高压泵站内的液体驱动油缸伸长或者回缩。

当刮板输送机正常工作时，刮板机链条的受力有3种不同的状态，分别是过小、正常、过大等。通过油缸传感器实现对链条工作状态识别，并将采集的信号传输给PLC控制器，PLC控制器根据预先写入的程序，经过自行计算之后，通过液压系统自动的对伸缩机尾进行控制，从而实现对刮板输送机链条张紧程度的自动控制。

设定的自动张紧装置工作状态有自动控制，手动控制两种模式，方便对伸缩机尾的自动及手动控制。手动控制状态下有伸长、缩短两个控制开关，手动的对油缸的伸长量、收缩量进行控制，且油缸的伸长量、收缩量都可以在显示器上清晰显示。系统的自动控制模式下，当链条的伸缩量超过油缸的行程之后，自动控制就会失效，系统会按照预先设定的程序发出警报。这种情况下就需要手动的调整张紧装置伸缩量，并将刮板机多余的链条进行截取，使得油缸的伸缩量可以满足刮板重载时的需要，使得刮板机链条各点均有张力，克服链条移动摩擦阻力，使得链条可以正常工作。

具体的张紧装置自动控制过程为：

1）压力传感器监测到油缸压力后，并监测信号传输给PLC控制器，PLC控制器根据设定的程序对采集到的应力值与程序设定的应力值进行比对，程序设定的应力值根据刮板机链条的初张力确定。若压力传感器监测到的压力值超过程序设定的压力值时，表明链条的张紧程度过高；

2) PLC控制器向液体系统电磁阀发出控制指令，电磁阀进行相应动作，油缸开始回缩，油缸每次移动距离为一个设定步距。

3）油缸移动过程中，压力传感器对油缸内压力进行实时监测，并即时将监测数据传输给PLC控制器，对预选设定的压力值进行比对，当监测到的油缸压力处于设定的范围之内时，PLC控制器向电磁阀发出控制指令，电磁阀关闭，油缸停止移动。

4）压力传感器监测到的油缸压力小于设定值时，PLC控制器向电磁阀发出指令，油缸开始伸长，当压力传感器监测到油缸内压力在预先设定的范围内时，电磁阀停止动作，油缸停止运动。整个控制过程是动态控制过程，以便根据监测到的油缸压力对链条张力进行控制，使得链条处于合理的张力范围之内，确保刮板机高效运转。

刮板机链条自动张紧装置结构以及控制原理较为简单，操控方便，在对链条张紧力进行实时监控基础上对链条张紧程度进行控制，确保刮板输送机高效运行。同时该装置在运行时性能可靠，刮板机链条在运行时始终保持合理的张力值，避免了刮板机链条过紧、过松时造成刮板机断链、别卡等问题，减少了刮板的磨损，提高了刮板机的使用寿命，在回采工作面运用中，取得显著的应用效果。