船用螺旋桨作为船舶的动力装置,其静不平衡量的存在会引起振动,加速轴系的磨损,减少使用寿命,并影响整个船舶的稳定性。因此,螺旋桨出厂前必须进行静平衡检测与修正。传统的卧式静平衡法以结构简单、观察直观等优势,在许多场合仍继续采用。但其缺点也很明显,检测精度、可测螺旋桨质量和检测效率都不高。随着螺旋桨的大型化发展趋势,急需对螺旋桨静平衡检测的方法及检测装置进行研究与开发,以满足高精度、大载荷、自动化的静平衡检测要求。本文以此为中心,进行了下述工作:首先,基于转子静平衡的力学原理,介绍了卧式静平衡检测法的基本组成和工作原理,并且研究了轴承摩擦力矩对于检测的影响。分析可知,当摩擦力矩为M时,可检测的最小静不平衡量为2M/R。为了提高检测精度同时增大可测螺旋桨质量,提出了基于静压悬浮理论的立式静平衡检测法。基于此方法,提出一套静不平衡量的检测算法,推导出了静不平衡量大小和方位的数学表达式。其次,本文以立式静平衡检测法的关键部件——静压支承作为研究对象,推导出静压支承的承载能力、油膜压力场、泄漏量等特性的数学模型。利用MATLAB进行数值分析,获得了各静态特性的变化规律。研究发现,密封带夹角?₀、₁?和静压支承球面半径R对承载能力的影响很大,当₁?小于85°时,₁?每增大10°,承载能力平均能提高16.7%。同时,油膜厚度h、油液动力粘度?、毛细管节流器结构参数及供油压力_rp对静压支承的静态特性也起着重要的影响。接着,基于CFD原理,利用FLUENT软件对静压支承的稳态流场进行了仿真模拟,进一步研究了静压支承压力场、速度场的分布规律。为避免静压支承球头与球窝轴线偏移,设计了两种带平衡槽的静压支承——矩形平衡槽和三角形平衡槽,并对带槽型静压支承的稳态流场进行了仿真模拟。结果表明,相比无槽型静压支承,三角形槽静压支承的承载能力更大,且泄漏量更小。另,以静压支承的承载能力、油膜刚度、泄漏量为优化目标,利用遗传算法对静压支承的结构参数进行了优化设计。优化后的静压支承泄漏量系数降低了72.71%,承载能力系数提高了7.54%,油膜刚度系数提高了3.38%。最后,根据相似性原理,设计并搭建了立式静平衡检测系统的实验样机。利用实验样机,提出静压支承摩擦力矩、实验样机灵敏度和静平衡检测精度的测量方法。测量结果表明,静压支承摩擦力矩的量级很小,且随供油压力增大而增大,实验样机的静平衡检测精度达到±0.4kg。