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滚动轴承是旋转机械最基础也是最容易出现故障的零部件之一,其运行状态直接决定关键设备能否安全可靠运行,因此对滚动轴承进行可靠性评估与剩余寿命预测研究具有重大意义。本文以滚动轴承全寿命周期振动信号为研究对象,基于威布尔比例故障率模型(Weibull Proportional Hazards Model,WPHM)对滚动轴承进行可靠性评估与剩余寿命预测,并对模型现存的两个关键问题展开深入研究,提出有效的解决方法。论文主要研究内容如下:(1)论述课题背景及研究意义,阐述国内外滚动轴承寿命预测的研究现状,对滚动轴承寿命预测过程中的两个关键问题进行分析。介绍滚动轴承的结构及典型失效形式,剖析滚动轴承的故障特征,引入基于振动信号的特征提取方法,介绍时域、频域、时频域特征参数提取方法,为下文的研究奠定理论基础。(2)选择能反映轴承性能退化过程的特征作为WPHM的协变量是提高可靠性评估与剩余寿命预测准确性的前提。针对WPHM协变量选取的不足,提出基于核主元分析的协变量选取方法。提取能够综合反映滚动轴承性能退化的时域、频域、时频域等多域特征,进行核主元分析,然后将反映轴承性能退化过程的特征作为WPHM的协变量进行可靠性评估,并用滚动轴承全寿命周期数据验证方法的有效性。(3)准确的趋势预测是保证剩余寿命预测准确性的关键。针对WPHM趋势预测方法的不足,依据协变量和故障率数据的特点,分析灰色模型的不足,提出基于Pchip插值-EEMD-GM(1,1)模型的趋势预测方法。选择不同的时间点对故障率进行趋势预测,求取可靠度寿命,预测滚动轴承的剩余寿命,过程中运用滚动轴承全寿命周期数据验证方法的有效性,并验证协变量趋势预测与故障率趋势预测的优劣。(4)在前文的理论分析和算法基础上,充分利用LabVIEW的优点,结合MATLAB开发一套滚动轴承可靠性评估与寿命预测系统。该系统共分用户设置、全寿命监测、可靠度评估和剩余寿命预测四个模块。