旋转机械是一类被广泛使用的机械设备，在电力、化工、冶金、矿山等行业中因旋转机械造成的恶性事故曾经给国家和企业造成极大的损失，因此对旋转机械的运行实行有效的监测和诊断非常必要，已经引起国家和有关专家的高度重视。另外随着科学技术水平的提高，旋转机械不断向高速、轻型、高效、智能化发展，这也对设备的运行状态监测和故障诊断技术提出了更高的要求。 70年代以来，国外对大型旋转机械进行状态监测和故障诊断的研究取得了很大的成绩，特别是计算机的普遍推广应用，FFT算法的引入，使得机械监测和诊断技术进入了新的时期。从80年代开始，我国有关部门开始重视对汽轮机进行状态监测和故障诊断技术的研究，使我国的旋转机械监测与诊断技术水平迅速提高。实践证明，由于该技术的应用，使突发事故的发生率大大降低，且在维修成本、管理费用等方面大幅度降低，从而提高了生产率，对经济的发展起到了很好的促进作用。 本论文以中铝山东分公司的螺杆压缩机为基本对象，同时兼顾普通高速旋转机械，旨在对旋转机械的状态监测和故障诊断技术及实现进行一些探索，针对螺杆压缩机等旋转机械的常见故障，着重这些常见故障机理的研究，通过故障机理的研究进行特征提取，在采用国内外最新的科技成果的同时，提出最佳的监测和信号处理方法。 由于旋转机械的复杂性及强的非线性，要精确诊断其运行状态，较全面的提取其特征信息非常关键，而要提取特征信息就要对故障产生的原因和机理深入研究，而且，本文在对螺杆压缩机进行特征提取时，除了要使用一些经典的信号处理方法外，还使用了一些非线性动力学及新兴的理论与方法，给出了螺杆压缩机常见故障根据信号的诊断方法。本文还给出了螺杆压缩机振动的测试方案和具体实施，最后通过时频分析等理论有机的结合，并结合生产现场丰富的诊断理论，总结了一套有针对性的螺杆压缩机故障诊断方法。