一、刮板鏈運行中自行彈性伸縮對正常運行的影響
刮板鏈作為一彈性模量約為3 750—4 450kgf/mm2的彈性體，根據虎克定律，一旦承載，其各點就會按其固有的負荷一伸長特性曲線產生相應的彈性伸長變形：式中：δ一彈性伸長量；
α—一應力；
l-單元長度；
E一刮板鏈彈性模量。
由于采煤機割煤位置循環往復地變化，刮板輸送機彎曲鋪設狀況也在不斷地改變，運行中的工作畫刮板輸送機刮板鏈上各點的張力隨其所處位置不斷變化，因而各點變形伸長量也就不同，且不停地在改變。刮板鏈某點所受張力（應力）與其瞬時所處位置有關，如圖1所示。當某點處于上鏈某處時，該點所受張力可按下式求得：
當某點處于下鏈某處時，該點所受張力為：
對于運量在2 000t/h以上、安裝功率為2x700kW乃至3x700kW、鏈條規格2-‘p42x146、鋪設長度250m的高產高效工作面刮板輸送機，其整條刮板鏈滿載運時總伸長量最大約為1.8m，而最小（空載）幾乎為零。由式(2)和(3)可知，這主要是因為采煤機在往復行進中割煤位置不斷改變、而使刮板輸送機裝煤長度（刮板鏈負載）也不斷改變所造成的。刮板鏈運行中產生的這種伸長量如果超出刮板輸送機正常運行所允許的范圍，必將導致其與驅動鏈輪之間的運行事故。
二、刮板鏈伸長造成事故的解決途徑
在高產高效工作面刮板輸送機中，刮板鏈伴隨著彈性變形要想與鏈輪正常嚙合傳動，必須滿足如下2個條件：
1)正確緊鏈。以一與刮板鏈實際運行中某一特定載荷相適應的“當量”張力一即刮板鏈預緊力，把刮板鏈圍包在刮板輸送機機頭、機尾鏈輪上，使刮板鏈對驅動鏈輪有一確定的預緊力。當外界載荷與所預加的“當量”張力兩者所產生的刮板鏈變形伸長相近時，則預加于鏈輪上的預緊力為最佳，即呈通常所說的最小張力點的張力（圖1中的F3，位于輔助驅動鏈輪的脫鏈處一機尾上鏈）為0—1 500N的最佳運行狀態，從而保證正常嚙合傳動，所謂與刮板鏈實際運行某一特定載荷相適應的“當量”張力，即在刮板鏈靜止而一端固定情況下，在另一端所施加的貫穿于刮板鏈2L全長的拉伸張力，它雖然與實際運行時對刮板鏈各點呈線性累積的載荷形式／F(x)d(x)不同，但兩者所造成的刮板鏈伸長相等，故稱之為“當量”。這里所謂的某一特定載荷，即采煤機恰在刮板輸送機中間位置割煤時刮板鏈所承受的載荷。由此可知，刮板鏈預緊力可通過其負載運行中實際所承受載荷求得：
分析可知，刮板鏈預緊力實際就是其負載運行實際載荷的平均值。
但是，如上所述，刮板鏈伸長變動量很大，其對與鏈輪嚙合傳動的負面影響，僅僅用一個“當量于”張力進行緊鏈遠遠解決不了的。
2)研制自動伸縮機尾。通過改變2個鏈輪的間距，自動調節負載運行中刮板鏈的“松緊”。
三、自動伸縮機尾的動作響應和基本參數確定
1．自動伸縮機尾的主要組成部件及功能
自動伸縮機尾主要由機械部件和電液控制系統組成。機械部件有固定機尾架，活動機尾架。電液控制系統有壓力傳感器，電液控制閥，中央處理器，油缸組件等。
采煤機上的采煤機割煤功率測試傳感器及液壓支架上的采煤機割煤位置（紅外線）傳感器，對負載運行刮板鏈的載荷實時監測，并把數據實時傳輸至中央控制器。布置于機尾附近支架或機尾架上的中央智能控制器——計算機，系自動伸縮機尾控制系統的核心部件，進行數據采集、基準數據儲存及與測試數據比較和處理，進而對供液系統發出動作指令。電液控制系統控制油缸推動活動機尾架在固定機架上移動。位移和壓力傳感器，實時測量推移油缸行程和壓力，并把數據傳輸至中央控制器。
2．自動伸縮機尾動作響應的判定依據
為保證自動伸縮機尾正確動作，首先應合理的確定刮板鏈負載運行基準載荷值，作為判定自動伸縮機尾是否應動作和如何動作的依據，并輸入、儲存在中央控制器一計算機內。該基準載荷對刮板鏈的伸長作用應與已施加在刮板鏈上的緊鏈力“當量”，從而使刮板鏈呈現最佳運行狀態；該基準載荷的數值應為：以額定功率割煤的采煤機位于刮板輸送機中間位置時對刮板鏈所造成的載荷。
由于采煤機割煤功率并非穩定，且割煤位置也不斷變化，因此以采煤機額定割煤功率與采煤機位置1/2L乘積作為基準載荷值。當采煤機實際割煤功率×采煤機所在割煤位置L之值等于基準載荷值時，自動伸縮機尾不動作；反之，則應做出相應的動作響應。
3．自動伸縮機尾“伸縮”動作響應過程
當計算機所采集的采煤機實際割煤功率與割煤位置L之積大于預先設定的基準載荷值時，經過數據比較和處理，判斷出載荷大小及其對刮板鏈所造成的有害的多余伸長，進而生成“推移”指令，通過電液（先導）控制器打開閥組，接通來自泵站的高壓液進入油缸推移腔把機尾推出預定距離，并根據推移油缸行程和壓力傳感器所測及時反饋數據終止指令，進而自動完成伸出機尾、加大2鏈輪間距的動作。反之，則把機尾收縮至預定位置。自動伸縮機尾整個動作響應如圖2所示。
4．自動伸縮機尾動作響應范圍和頻率
從理論上講，自動伸縮機尾可根據刮板鏈實際載荷隨機進行實時“伸縮”調節。但由于井下工況復雜，因此可把自動伸縮機尾動作響應范圍按照刮板鏈負載運行實際載荷相對于基準載荷變化而劃分成若干區段，一個區段系自動伸縮機尾的一個動作響應。
10m—0.5L為刮板鏈實際載荷大于基準載荷區域；0.5L-L-10m為刮板鏈實際載荷小于基準載荷區域。分別把它們按25%遞增（減）量分成4檔，即刮板鏈負載運行實際載荷相對于基準載荷的增量分別為(25%～50%。5%～100%)x( 10m—0.5L)x基準載荷，而減量為(25%～50%～75%~lOOqo)X( 0.5L～L～10m)×基準載荷。因此，自動伸縮機尾動作響應范圍也就按此增減、分檔而劃分成相應4個區段，對應某個特定區段，自動伸縮機尾只作一個相應的動作。這樣，’既可滿足自動調節刮板鏈負載運行時松緊，保證其與鏈輪的正常嚙合傳動，又利于實施和系統布置。
5．油缸推力及行程
1)自動伸縮機尾布置于工作面刮板輸送機機尾滑道上，在其鏈輪牽引刮板鏈（底鏈）的同時，又在千斤頂的推動下向外移動。其受力狀況如圖3所示。此時千斤頂的推力應為：
因F3 =0~1 500N，F2≈TVk，G為機尾重量—lOt，f為機尾架相對于滑道移動時的阻力系f≈0.5。故可容易求得千斤頂推力To但是，此推移千斤頂還往往用來緊鏈，故其推力還應滿足T≥2 Fv的要求。式中，Fv為前面已談到的刮板鏈預緊力（緊鏈力）。
2)因為刮板鏈負載運行中出現的伸長量AL可由式(4)求得，而自動伸縮機尾伸或縮所應調節的刮板鏈最大伸長量為0.75AL,故自動伸縮機尾千斤頂行程應為H≥0.75AL。當然，如果考慮用此油缸緊鏈，其行程需另行確定。
此處應說明的是，當油缸行程或其油缸壓力超過預設范圍時，控制系統應具有報警顯示功能。
四、結論
通過上述計算和論證，可以得出以下結論：
1)工作面重型刮板輸送機的理想張緊裝置為自動伸縮機尾。
2)自動伸縮機尾動作響應的判定依據是額定割煤功率x0.5L。
3)工作面重型刮板輸送機自動伸縮機尾的行程一般大于600mm。
