密封力学特性对于多级离心泵转子运行稳定性,泵机组减振降噪等具有重要意义。为了探究迷宫密封结构对转子运转性能的影响,对不同密封齿高、密封齿距及密封齿厚的密封刚度系数、阻尼系数进行了计算,研究了不同结构的迷宫密封对转子1阶临界转速的影响。结果表明平面密封比迷宫密封具有更好的密封力学性能;直接刚度和直接阻尼随着密封齿高的增加而降低,而交叉刚度与交叉阻尼的变化较小;密封齿高对转子的1阶临界转速的影响较大,临界转速随着密封齿高增大而呈先减小后增大的趋势,当密封齿高大于1 mm后,临界转速变化趋势不明显;而密封齿距及密封齿厚对迷宫密封的密封力学性能及临界转速的影响较小。

核电站上充泵处于瞬间变化的温度场和热变形场中,在变化的热冲击作用下,会对上充泵的一些关键部位造成损害。此外,由于整个上充泵结构的热变形,对泵的转子的动力学性能产生严重的影响。建立了泵外壳模型,基于热固耦合理论,在阶跃载荷作用下,对其进行三维-热固耦合数值模拟分析,计算出了泵壳的热应力,并通过2种方法对热应力进行了评定。结果表明,泵壳结构体上出现的最大应力为106.74 MPa,小于ASMEⅡ所确定的材料应力强度;最大变形量为1.867 mm,小于外壳体与内壳体之间的间隙;应力叠加法和间接耦合法得出总应力强度分别为107.76 MPa和106.45 MPa,2种方法评定结果基本一致。上充泵热冲击是核电站规范中的强制性考核内容之一,通过热-固耦合仿真分析上充泵外壳体的热应力校核工作,具有实际工程意义。

针对某离心泵机组振动严重超标,影响服务寿命等问题,借助北京京航公司HG8908C多通道数据采集系统进行振动速度数据采集,对其振动信号进行幅域、时域分析,并运用快速傅里叶变换（FFT）信号分析方法对其频域信号特征结构进行了细化分析,并结合以往典型振动故障案例数据库,给出了该泵组由于转子部件与壳体部件间动静口环摩擦及平衡水管支撑刚度不足引起的振动故障,与拆检解体结果完全吻合.最后通过有限元计算泵转子静弯曲挠度控制转子的安装抬升余量,增加平衡水管厚度及对其焊接斜拉支撑等措施,有效地解决了该泵组振动超标问题,处理后的泵组振动信号稳定,周期性明显,频率结构正常.试验结果表明,此方案能够较好地解决离心泵机组振动故障问题,对于离心泵机组类似振动故障问题的诊断方法及处理措施具有一定参考价值.

离心泵轴向力是影响设备安全运行的重要因素，准确测试其轴向力对泵组安全管理运行及故障诊断具有重要的意义.为实现泵组轴向力的精确测量，本文设计了轴向力测试系统，采用正交试验和有限元分析方法得到了内置式轴向力测试弹性元件最优结构，结合SRSS3-1应力在线检测仪设计了测试电路系统和标定装置，并进行了静态标定及误差分析，得到了F-ε标定曲线，同时测试了多台离心泵在变工况下的轴向力，证明了该测试系统具有较高的稳定性和可靠性，表明本文具有较高的经济使用价值和理论意义，为工程机械的轴向力测量及研究提供了参考。