磨机机械是工业上应用非常广泛的设备之一,由于其自身结构的复杂性,并且工作时的工况比较恶劣,因此,对磨机的故障诊断要比常规设备要求高、难度大。而随着振动测试和信号分析等相关技术的不断发展,以振动信号检测、处理和分析为基础的故障诊断技术已成为故障诊断领域一个重要的研究方向。EMD方法是一种新型的信号处理方法,一经提出,就得到了迅速的发展,并在故障诊断领域得到了广泛的应用。本文基于EMD方法,研究了几种时频分析方法,并将这些方法运用于实际的磨机故障诊断中,准确识别出了故障,取得了很好的效果。首先,详细介绍了EMD方法的理论,包括EMD理论中瞬时频率和本征模函数的概念,并细述了EMD分解的过程,然后针对EMD存在的端点效应问题和虚假分量问题进行了改进,并做了信号仿真的验证。其次,基于EMD方法,研究了能量算子解调法、分频段加权时频熵法和局部Hilbert谱分析法,对于能量算子解调法,通过与传统的Hilbert解调法对比,验证了该方法的优越性;对于分频段加权时频熵法,是在原时频熵法上的改进;对于局部Hilbert谱分析法,包括Hilbert时频谱和Hilbert边际谱,并对其做了改进;对以上三种方法,都分别利用仿真信号和模拟实验,验证了这些方法在信号分析中的有效性。最后,利用基于EMD方法的上述三种方法对磨机故障进行了诊断,包括减速机内的齿轮、轴承,以及磨机的磨辊部件,三个部分。研究结果表明,基于EMD方法的能量算子解调法、分频段加权时频熵法和局部Hilbert谱分析法,在磨机各部分故障诊断中具有很好的效果。