钠机械泵是钠冷快堆冷却剂输送设备,液钠动静压轴承是钠机械泵轴系下端关键支撑部件,起着平衡叶轮所受流体径向力的作用。液钠动静压轴承使用钠机械泵泵腔内液钠进行润滑,泵转速越高,泵腔内液钠压力越大,轴承能力越强。轴承在钠机械泵运行过程中存在机械磨损问题,主要原因:1、轴承在启动、停止时毫无承载能力,泵轴和轴承内壁直接摩擦。2、低转速时承载能力差,遇上突发振动导致泵轴和轴承内壁碰撞摩擦。3、轴承材料316LN不锈钢硬度低、耐磨性差。首先,对液钠动静压轴承的动静特性进行分析。对不同工况不同偏心率下轴承的承载性能进行仿真,得出不同工况不同偏心率下泵轴面压力云图、轴承流量、轴承承载力,分析工况和偏心率对其影响。研究偏心角度对轴承承载力的影响,发现只有当偏心率较大和供液较大时,轴承承载力才会随偏心角度变化出现明显变化。研究液钠温度波动对轴承承载性能的影响,发现温度波动对轴承承载力影响不大。研究轴承动态特性,分析振动速度随轴承承载力的影响,发现振动速度越大轴承承载力越大。基于对泵轴面流体压力分布的分析,发现调节腔室只是从上下两端高压区获得液钠。对轴承结构进行改进,通过在调节腔室之间开设与环形导流槽Ⅰ相连的纵向槽实现调节腔室从四周获得稳定的液钠供应,以此来提高轴承承载力。仿真研究发现,该结构改进使得轴承承载力提高了4%-7.3%。基于对轴承流场进行分析,发现从环形导流槽Ⅰ部分液钠向上通过轴承间隙流入环形导流槽Ⅱ,随后直接流出轴承,该部分液钠被浪费掉。为了减少液钠的泄漏,应用微织构对轴承结构进行改进,在环形导流槽Ⅰ和环形导流槽Ⅱ之间开设环形槽。仿真研究发现,环形槽具有一定的增压减流作用,有效减少了液钠泄漏量,并且环形槽深度越小减流作用越好。考虑实际工况环形槽深度为0.6mm时减少泄漏量作用最好,液钠泄漏量减少了27%-38%。液钠动静压轴承材料为316LN不锈钢,在316LN不锈钢激光熔覆钴基合金,提高轴承内壁的高温耐磨性,以高温元素W为变量制备不同W含量的钴基合金涂层。对涂层表面和截面的硬度进行测试,发现涂层硬度随W含量增大而增大。对涂层表面进行高温干磨测试,发现基体摩擦系数最高,钴基合金涂层摩擦系数随随W含量增大而减小;基体磨损量明显大于钴基合金涂层,钴基合金涂层磨损量随W含量增大而增大;当W含量为10%时,涂层的高温耐磨性能最好。对涂层进行高温油润滑摩擦测试,发现不同W含量钴基合金涂层摩擦系数由大到小最小W10%、W14%、W16%、W12%;钴基合金涂层磨损量随着W含量增大而减少;分析摩擦机理得知:W10%涂层磨损主要为粘着磨损,W12%涂层既有磨粒磨损又有粘着磨损的混合磨损,W14%涂层主要以磨粒磨损为主,W16%涂层也是主要以磨粒磨损为主;综合分析,当W含量为16%时,涂层的高温耐磨性能最好。