随着我国海水淡化向规模大型化、系统节能化和环境友好化的趋势发展，对膜法反渗透海水淡化系统中核心动力设备—海水淡化高压泵的性能和可靠性都提出了更高的要求，采用两端水润滑轴承支撑的多级泵结构，有利于提高海水淡化高压泵的效率、简化其结构。水润滑轴承作为整个泵转子的主要弹性支撑部件，其运转情况将直接对海水淡化系统的可靠性和稳定性造成影响，因此深入研究海水淡化泵水润滑轴承转子系统的不平衡响应特性，分析不同等级不平衡载荷作用下的水润滑轴承转子系统轴心轨迹和轴承周向压力脉动特征，有助于判定滑动轴承的润滑状态和故障情况，为提高大型高压泵轴承转子系统的可靠性提供参考，十分重要的意义。　　本文依托国家重点项目《大型膜法海水淡化关键设备及部件开发》（2017YFC0403703），根据4级海水淡化高压泵的结构特点，研制了水润滑轴承试验台。以试验台为基础，对不同工况和参数的水润滑轴承进行试验分析，选出了轴承的最优参数组合，并对其施加不平衡载荷，通过试验和模拟的方法分析不平衡载荷作用下水润滑轴承转子系统的轴心轨迹和压力脉动的变化，研究不平衡载荷作用对系统运转状态的影响。　　本文的主要内容和研究结果如下：　　1） 优选出轴承的最优参数组合。针对大型海水淡化高压泵的结构特点，设计了水润滑轴承试验台，通过9组试验方案对不同轴承间隙、进水压力和长径比下水润滑轴承转子系统的轴心轨迹和压力脉动进行分析，优选出轴承的最优参数组合为：轴承间隙0.1mm，长径比1.0，进水压力0.2MPa。　　2）进行单盘加载不平衡载荷情况下轴承转子系统的轴心轨迹数值模拟。对不同不平衡等级和转速下的轴心轨迹进行分析。结果显示，随着不平衡等级的增大，轴心轨迹的振幅逐渐增大，转子的受迫振动加剧；随着转速的提高，轴心轨迹的振幅也呈现出增大趋势，但增大趋势不明显，转子的涡动中心向右上方漂移。一定范围内转速的提高有利于水润滑轴承转子系统的稳定运行。　　3）研究了单盘加载轴承转子系统的不平衡响应特性。针对单盘加载时轴承转子系统的特点设计了12组试验方案。研究发现，不平衡载荷等级的提升使得单盘加载轴承转子系统的受迫振动加剧；在转子系统不平衡载荷等级较高时，转速的提高更利于水润滑轴承转子系统稳定运行。轴心轨迹位移量与不平衡载荷等级成正比关系。　　4）验证了数值模拟为一种简单高效的研究方法。将单盘加载轴承转子系统的数值模拟结果与试验结果进行对比分析，结果显示：随着不平衡载荷的增加，数值模拟结果和试验结果中的轴心轨迹的振幅都呈现出明显的增大趋势；随着转速的增加，数值模拟结果和试验结果中轴心轨迹的振幅都有较小幅度的增大，增大不明显，涡动中心向右上方漂移，数值模拟的结果与试验结果基本一致。　　5）通过试验的方法研究了双盘加载不平衡载荷情况下，不同载荷相位差、不平衡等级和转速下的轴承转子系统的轴心轨迹及轴承周向压力脉动特征，针对双盘加载时轴承转子系统设计了36组实验方案。研究表明：不平衡载荷的相位差为 0°时，转子的轴心轨迹振幅较大，水膜压力较不稳定，系统的润滑效果较差，在不平衡载荷相位差为 180°时，轴心轨迹的振幅较小，水膜压力波动更加规律，系统的润滑特性增强；不平衡载荷等级和转速对轴承转子系统运行状态的影响与单盘加载时相似，但双盘加载时水润滑轴承转子系统的不平衡响应更加明显。