传统润滑剂及其润滑元素随时间衰减的不可控性使得水电站水泵推力轴承寿命难以预测而成为工程隐患,以致严重影响水电站的生产效益,这就对水泵推力轴承润滑寿命与管理提出了更高的要求。为了减小水泵推力轴承的摩擦与磨损,本文结合磁流体的磁化特性和粘变特性,将其应用于水泵轴承润滑,具体开展了磁流体推力球轴承的磁膜润滑理论、仿真与试验研究。主要研究结果如下:1、根据Hertz接触理论,结合有限元仿真分析与数值分析方法,在优选的不锈钢轴承材料基础上,对推力球轴承结构进行了优化设计。并基于此结构,创新出新型磁推力球轴承及其环形滚道磁场布控方式。2、基于磁流体润滑方程和推力球轴承接触耦合理论,并结合有限元仿真分析,本文研究了磁流体油膜的弹流润滑机理。研究表明:1)当外部磁场存在时,磁流体油膜厚度较高,接触区表面接触应力较小;2)随着外部磁场强度逐渐增大,磁流体油膜粘度迅速增大,当磁感应强度达到0.02T后,磁流体油膜粘度值趋于饱和。3、在干摩擦与油润滑环境中的磁颗粒的摩擦学试验基础上,开展了磁流体推力球轴承磁膜润滑性能的试验研究。研究表明:1)干摩擦或油润滑环境中有磁颗粒时,有外部磁场(B=324Gs)时,轴承摩擦系数小于无外部磁场时的摩擦系数;2)磁流体润滑时(B=220Gs)的轴承摩擦系数和试样磨损程度均小于透平油润滑时的摩擦系数和磨损程度。综上所述,本文设计的磁流体推力球轴承具有较强的承载能力和可观的减摩抗磨效果,可为水电站水泵推力轴承润滑寿命研究提供理论及实验依据。此外,外部磁场对干摩擦或油润滑环境中有磁颗粒时的轴承有明显减摩调控作用,其可为工业上处理摩擦副磁性磨粒磨损提供一种新思路。