分形是一门新的学科,它特别适用于分析非线性系统,而将分形用于机械设备故障诊断则是近年来故障诊断技术发展的新动向。可以采用分形方法分析机械系统的非线性信号,从中提取出特征信息,并与其它的分析方法相结合,共同实现机械设备的故障模式识别与故障诊断。本文以2D12往复压缩机为研究对象,制定了运用分形方法对其进行故障诊断的试验方案,包括:数据的获取和采集,特征参数的提取和故障诊断方法等。在特征参数的提取中采用关联维数和李雅谱诺夫指数作为系统的特征参数,重点讨论了关联维数计算方法和计算参数的选择。针对往复式压缩机的振动信号的非平稳特性,引入了小波消噪,以便能够准确提取分维数。结合几种典型的动力系统模型,对已知信号进行验算,并讨论了参数和噪声对计算结果的影响,提出了影响关联维数的几个重要参量的确定方法和取值范围,并对盒维数进行了简要的分析。在2D12往复压缩机故障分形分析与诊断实例部分,对不同工作状态下的压缩机不同部位加速度信号的关联维数进行了分析,结果表明,关联维数对设备故障比较敏感,能够反映复杂系统的动态特性。李雅谱诺夫指数可以判断压缩机是否处于混沌状态,与关联维数结合可以提高故障诊断的准确率。最后针对往复机械振动信号特点,开发了故障诊断软件。