往复式压缩机工作时，曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，汽缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，空气被吸进来，完成进气过程；
当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进气阀关闭，完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙，气缸内有润滑油润滑活塞环。
由于往复压缩机结构的复杂性，所以出现故障的零部件较多，引起故障的原因不一。往复压缩机特征参数信号主要包括热力信号、振动信号以及噪声信号等，其中热力信号又包括各部件温度、排气量、排气压力、气缸内压力等。
通过对特征信号的监测分析，识别判断压缩机的故障类型，是故障诊断技术的核心思想。
往复式压缩机是容积式压缩机的一种，其主要部件包括气缸、曲柄连杆机构、活塞组件、填料（也就是压缩机的密封件）、气阀、机身与基础、管线及附属的设备等。气缸是压缩机主要零部件之一，应有良好的表面以利于润滑和耐磨，还应具有良好的导热性，以便于使摩擦产生的热能以最快的速度散发出去；还要有足够大的气流通道面积及气阀安装面积，使阀腔容积达到恰好能降低气流的压力脉动幅度，以保证气阀正常工作并降低功耗。余隙容积应小些，以提高压缩机的效率。该机构包括十字头、连杆、曲轴、滑导等——它是主要的运转和传动部件件，将电机的圆周运动经连杆转化为活塞的往复运动，同时它也是主要的受力部件。主要有活塞头、活塞环、托瓦和活塞杆。活塞的形状和尺寸与气缸有密切关系，分为双作用和单作用活塞。活塞环用以密封气缸内的高压气体，防止其从活塞和气缸之间的间隙泄漏。托瓦的作用顾名思义是起支撑活塞的作用，所以托瓦也是易损件，托瓦材质的好坏也直接影响压缩机的使用寿命。活塞杆填料主要用于密封气缸内座与活塞杆之间的间隙，阻止气体沿活塞杆径向泄漏。填料环的制造及安装涉及“三个间隙”。分别为轴向间隙（保证填料环在环槽内能自由浮动），径向间隙（防止由于活塞杆的下沉使填料环受压造成变形或者损坏）和切向间隙（用于补偿填料环的磨损）。目前平面填料多为“三六瓣型”和“切向切口三瓣型”。是压缩机最主要的组件，同时也是最容易损坏的零件。其设计的好坏会直接影响到压缩机的排气量、功耗及运转可靠性。好的气阀应具有以下特点：高效节能（占轴功率的3%~7%），气密性与动作及时性完美结合，寿命长（一般实际寿命8000h），形成的余隙容积小，噪音低，温升小，可翻新使用。目前气阀的材质分为金属和非金属，就目前的情况看，非金属材料阀片的应用越来越广泛。压缩机的管路和出入缓冲器的设计是否合理，将直接影响机组的振动情况。目前，往复式压缩机的故障诊断监测方法主要有以下几种：温度是往复压缩机较为敏感的特征参数，监测温度的变化可以了解压缩机内部零部件的工作状态，如排气阀漏气，在吸气过程会出现倒吸现象，导致气阀温度升高；活塞杆拉伤，填料函的温度也会升高等。使用温度监测方法时，传感器可置于机体外侧，不需改变壳体结构，操作方便。往复压缩机一个运动周期包括吸气、压缩、排气、膨胀4 个过程，压力在4 个过程中呈周期性变化，缸内压力变化曲线可直接反应压缩机是否正常运行。如吸气阀泄漏，吸气过程压力延长，排气过程缩短，膨胀过程曲线也会下移。由于压力测点位于缸内，在缸盖或壳体其它位置要预留安装孔，这是压力监测的需要特别注意的地方。
振动信号也是往复压缩机故障诊断的一个敏感特征参数，如气阀损坏、活塞杆下沉、十字头螺栓松动、连杆磨损等大多数故障均伴随着振动信号的异常。基于越来越成熟的信号分析技术，对往复压缩机非稳态振动信号的研究工作也越来越多，如通过加速度传感器测十字头滑道箱、汽缸侧壁、汽缸盖、轴承等处的振动信号来诊断动力性故障，是一种比较有效的方法。
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