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往复式活塞隔膜泵主轴运行状况的好坏，直接影响着隔膜泵乃至整个管道输送系统的有效运行。现针对往复式活塞隔膜泵主轴的故障具有非平稳性和不确定性特征，且易受各种噪声干扰，提出了一种采用小波分析与功率谱相结合的故障诊断方法。首先对采集到的原始振动信号进行小波分析处理，去除噪声，提高信噪比；再对去噪后的振动信号进行功率谱分析；最后通过研究和分析振动信号的功率谱特征变化情况，实现对设备故障的有效诊断。实验表明，通过基于小波分析与功率谱的方法提取故障特征，对往复式活塞隔膜泵主轴故障的诊断是有效和可行的。