现代化生产日益向着大规模化、系统化、自动化方向发展，机械故障诊断越来越受到重视。如果主要设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，而且影响正常生产，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。在连续生产系统中，如果主要设备因故障而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的运行，而造成巨大的经济损失。 本文在介绍故障诊断学的意义及其研究发展情况后，进一步阐述了设备机械故障以及故障诊断的分类和特点，球磨机主要故障的机理、特征及其诊断方法，并对各种监测诊断方法进行探讨分析。基于具体工业实际，本文重点针对球磨机常见轴承故障、齿轮传动系统故障、磨机“胀肚”自诊断与过程控制的监测诊断方法做了深入的探讨、研究；提出运行状态监测、故障诊断与生产过程控制相结合的系统设计思想。此外，根据球磨机主要的监测内容和特点，对球磨机实时工况与状态识别、在线分析与故障诊断进行系统设计，并完成监测诊断及生产过程控制系统的构成，确定监测诊断系统的工艺设计框架。 本文的研究成果对在生产工况下球磨机的监控诊断有着指导意义，对球磨机的实时监控诊断研究提供了前期的实验基础。