海洋CPPハブ

制御可能なピッチプロペラシステムでは、 CPPハブ ブレードと動力伝達システムを接続する重要なコンポーネントであり、ブレードの角度調整、動力伝達、システムの安定性の中核機能を担っています。その設計精度と性能は、CPP システムの応答速度、エネルギー効率レベル、動作信頼性を直接決定し、船舶推進システムの「中枢」となります。

CPPハブは複雑かつ高度な構造をしており、内部に距離調整機構、シールシステム、動力伝達部品が一体化されており、主に以下の部品で構成されています。
距離調整機構: コアコンポーネントには、油圧ピストン、コネクティングロッド、偏心シャフト、スライダーが含まれます。作動油の圧力によりピストンが移動し、コンロッドを介して偏心軸が回転駆動され、最終的にブレードが軸回りに回転してピッチを調整します。たとえば、鎮江金業プロペラ有限公司のCPP製品には高精度の機械加工リンク機構が採用されており、ブレードの角度調整誤差は±0.1°以内に抑えられています。
シールシステム: 長期間の海水環境のため、作動油の漏れや海洋汚染の原因となる海水の内部への浸入と作動油の汚染を防ぐために、複数のメカニカルシール(スケルトンオイルシール、Oリングなど)をハブの両端に装備する必要があります。
動力伝達アセンブリ: スリーブ、ベアリング、キー溝構造が含まれており、ブレードの回転によって発生するラジアル荷重とアキシアル荷重を負担しながら、主機械のトルクをトランスミッション シャフトからブレードに伝達する役割を果たします。

ワークフロー：ブリッジから距離調整指令が出されると、油圧ポンプステーションからハブ内のオイルシリンダーに圧油が出力され、ピストンを押して軸方向に移動し、コネクティングロッド機構を介して直線運動をブレードの回転運動に変換し、ピッチを変化させます。ピッチ調整範囲は通常 -30° (反転) ～ 30° (方向) で、推力を連続的かつ無段階に変更できます。

正確な距離調整、複数の作業条件に適応
ブレード角度の直接制御コンポーネントとして、CPP ハブはメインステアリングを変更せずに 0.5 ～ 2 秒でピッチを前進から後進に切り替えることができ、船舶の制御の柔軟性が大幅に向上します。例えば、タグボートの運航では、ハブの迅速な距離調整により、瞬時に起動、停止、水平移動を行うことができ、曳航船の姿勢調整に正確に合わせることができます。
効率的な電力伝送とエネルギー消費の削減
ハブの動力伝達効率は 95% 以上に維持する必要があり、内部ベアリングの摩擦係数とシャフト システムの同心度設計はエネルギー損失に直接影響します。 Zhenjiang Jinye は、ハブの内部構造を最適化する（滑り軸受の代わりにころ軸受を使用するなど）ことで動力伝達効率を向上させ、船舶の単位走行距離当たりの燃料消費量の削減に貢献します。

過酷な環境に適応する密閉性と保護性
塩水噴霧、沈泥、海洋環境の低温によりハブが侵食される可能性があるため、ハブのシェルは通常、耐食性のあるニッケルアルミニウム青銅または高強度鋳鉄で作られています。深海や高度に汚染された海域での長期にわたる信頼性の高い動作を保証するには、内部シーリング システムは 10 bar を超える圧力テストに合格する必要があります。
システム互換の統合インテリジェント制御
最新のCPPハブは船舶の電力管理システム（PMS）と連携することができ、センサーを通じてブレード角度、油圧、温度をリアルタイムで監視し、速度や荷重などのデータに基づいてピッチを自動的に最適化することができます。たとえば、乗客およびローラールーレットセーリング中に、システムはルートの傾斜に応じてピッチを自動的に調整できるため、ホストマシンは常に最良の動作条件で動作します。

CPP ハブの設計は、さまざまな電力ニーズや環境圧力を満たすために、船舶の運用シナリオに従ってカスタマイズする必要があります。
海洋工学船 (掘削プラットフォーム供給船など): 頻繁かつ低速での正確な位置決めが必要です。ハブの距離調整機構には高周波微調整機能が必要です。通常、風や波の中でも船が安定した姿勢を維持できるように、0.1°の水平角調整を実現するサーボ油圧システムが装備されています。
大型商船 (コンテナ船やタンカーなど): エネルギー効率と信頼性を重視します。ハブは大口径設計 (一部最大 3 ～ 5 メートル) を採用し、流線型のシェルにより水流抵抗を軽減しながら、1 万トンの推力下での連続荷重に耐えられる高強度合金で作られています。

特殊船 (砕氷船、科学調査船など): 低温や氷の衝撃などの極限環境に直面して、ハブのシーリング システムは耐低温ゴム材料で作られ、シェルは耐摩耗性コーティングを強化し、距離調整機構のギャップ設計は部品の固着を避けるために低温収縮を考慮しています。
内陸船 (フェリーや貨物船など): 水路が浅く、シルトや砂が多いため、ハブにはシルト除去装置を装備する必要があり、ベアリングはシルトや砂の摩耗によって引き起こされる故障を減らすために自己潤滑されています。
鎮江金業の実践を例に挙げると、それは極地科学調査船によってカスタマイズされたCPPハブです。 -40℃の低温試験により、シールシステムは氷衝撃による瞬間圧力15MPaに耐えることができ、極限環境での使用ニーズに応えます。

グリーン輸送とインテリジェンスのアップグレードにより、CPP ハブの技術進化には 3 つの主要な方向性があります。
マテリアルイノベーション
ハブシェルには新しい複合材料（カーボン繊維強化樹脂など）が使用され始めており、従来の金属材料と比較して30％以上軽量化され、耐食性も向上しています。内部軸受にはセラミックコーティングを施し、摩擦係数を50％低減し、寿命を20,000時間以上に延長しました。
インテリジェントな診断と予測メンテナンス
振動センサー、温度センサー、油圧センサーを統合し、エッジ計算を通じてハブの動作状態をリアルタイムに分析し、潜在的な障害を事前に警告します。たとえば、ベアリング温度の異常な上昇が検出された場合、システムは冷却のために油圧オイルの流量を自動的に調整し、乗組員にメンテナンスの指示を伝えることができます。

統合された設計
油圧ポンプステーションとの統合された距離調整機構により、パイプラインの接続を減らし、漏れのリスクを軽減します。同時に、3D プリンティング技術を使用して複雑な内部構造を製造し、ハブの部品数を 40% 削減し、組み立て効率を 50% 改善しました。
Zhenjiang Jinye などの企業は、これらの分野で計画を立てています。 2024年に発売されたインテリジェントCPPハブは、船舶のデジタルツインシステムと接続されており、仮想シミュレーションを通じてプロモーション効率をさらに向上させることができます。

調整可能なピッチ プロペラの「頭脳」として、CPP Hub の技術開発は、機械制御からインテリジェントなコラボレーションへの船舶推進システムのアップグレード プロセスを通じて実行されます。 Zhenjiang Jinye などのメーカーの実践から判断すると、高精度の加工、カスタマイズされた設計、インテリジェントな統合が CPP Hub の中核的な競争力です。将来的には、グリーンシップ基準の向上に伴い、高効率、低消費電力、インテリジェントな診断機能を備えた CPP ハブが主流となり、海運業界の低炭素化への重要なサポートを提供するでしょう。