本发明公开了基于TDOA时延估计算法的托辊故障声源定位方法，包括以下步骤：在皮带输送机旁间隔设定距离安装多个声音传感器，用于采集皮带输送机的托辊的声音信号‑采用VMD与包络谱峭度方法提取托辊故障有效声音信息‑采用TDOA时延估计算法对提取的托辊故障有效声音信息选定的IMF分量进行广义互相关时延估计，通过时延域中互相关系数最大值所对应的时间差确定时延‑结合声音在空气介质中的传播速度、故障声源位置与声学传感器之间的空间几何关系，得出故障声源位置。本发明采用上述基于TDOA时延估计算法的托辊故障声源定位方法，能够从传递路径耦合干扰成分中提取到托辊故障的周期性故障信息，实现托辊故障声源的准确定位。