Karakuri Concept

 กลไกพื้นฐานที่นำมาสร้าง Karakuri Kaizen

2.รอก

      ถ้าทำให้ทำงานประสานกันไม่ว่าจะเป็น ขนาดของแรง ทิศทาง หรือระยะทาง

ก็สามารถเปลี่ยนได้ !

  • รอกที่เปลี่ยนขนาดของแรงและทิศทาง

      ถ้าเราสังเกตด้านบนของเสาธง เสาธงปลาคาร์ฟ หรือด้านบนของเครน จะมีรอกติดตั้งอยู่ เมื่อนำมาประสานเข้าด้วยกัน และขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน  สิ่งนี้จะสามารถเปลี่ยน ขนาดของแรง ทิศทางและระยะทางได้

  • รอกเดี่ยวตายตัว

      ส่วนของล้อที่ถูกทำให้ไม่ขยับเขยื้อน รอกที่แม้ว่าจะดึงเชือกไป ตำแหน่งก็จะไม่เปลี่ยนแปลง เราเรียกมันว่ารอกเดี่ยวตายตัว    (ภาพที่ 1)   ถึงใช้รอกเดี่ยวตายตัวความหนักของสิ่งของที่เคลื่อนที่ก็ไม่เปลี่ยนแปลง แต่สามารถเปลี่ยนทิศทางของแรงได้   ยกตัวอย่างเช่น เมื่อลองยกของที่หนักมาก ๆ โดยใช้รอกเดี่ยวตายตัวพอดึงเชือกลงไปด้านล่าง ซึ่งสามารถใช้น้ำหนักร่างกายของตัวเองผสมเข้าไปด้วย จึงสามารถยกของขึ้นมาได้อย่างง่ายดาย

  • รอกเดี่ยวเคลื่อนที่ 

       รอกที่สามารถขึ้น-ลงไปพร้อมกับสิ่งของได้ เราเรียกมันว่า รอกเดี่ยวเคลื่อนที่ (ภาพที่ 2 )  ในกรณีที่รอกและการดึงอยู่ในทิศทางตรงกันพอดี แรงดึงโดยรอกและแรง 1ใน2ส่วนของน้ำหนักของมวลจะมีค่าสมดุลกัน

       แม้ว่าจะดึงในแนวทแยง ตุ้มน้ำหนักก็จะยกขึ้นมา แรงที่เกิดขึ้นมาก็จะมีขนาดใหญ่เท่ากับมุมที่กว้างขึ้น ยกตัวอย่างเช่นเมื่อดึงโดยทำมุม 45 องศาตามภาพที่ 3 จำเป็นที่จะต้องใช้แรงมากกว่าแรงดึงในภาพที่ 2  ประมาณ 20g ขึ้นไป ซึ่งมากกว่าในกรณีที่การดึงอยู่ในทิศทางที่ตรงกันข้ามกันพอดี  

      โดยปกติแล้ว จะไม่มีการใช้รอกเดี่ยวเคลื่อนที่อย่างเดียว จะต้องใช้ร่วมกันกับรอกเดี่ยวตายตัว เพื่อให้สามารถเปลี่ยนทิศทางและแรงได้ สิ่งนี้เราเรียกมันว่า รอกพวง

หลักการของลูกรอก

       จากภาพด้านซ้าย เป็นภาพของโมเดลของลูกรอก   ตอนนี้ เมื่อดึงเชือกไปในทิศทางที่ลูกศรชี้ ของน้ำหนัก 20 กก. จะถูกยกสูงขึ้น เพราะว่ามีเชือก 2 เส้นรองรับน้ำหนักลูกตุ้มนี้อยู่ จึงเท่ากับว่า แต่ละ

      เส้นรองรับเส้นละ 10 กก. ดังนั้น แรงที่ใช้ดึงเชือก จึงต้องการเพียง 10 กก. เท่านั้น

      แต่แรงที่ดึงเชือกนั้น ถึงแม้ว่าจะเป็นเพียงครึ่งเดียว ความยาวของเชือกจะเป็น 2 เท่าตัว

รอกที่สามารถนำมาประกอบกันทำให้เกิดความหลากหลายได้ 

       รอกพวง เมื่อนำรอกเดี่ยวหลายตัวมาประกอบกัน จะสามารถเปลี่ยน ระยะที่ดึงเชือก ทิศทาง และขนาดของแรงได้ แม้ว่าจะเป็นรอกที่มีการประกอบกันอย่างซับซ้อนก็ตาม น้ำหนักของวัตถุจะมีการเชื่อมโยงกันอย่างไรกับเชือกหลายเส้น เพียงแค่มองดูก็จะทราบได้ว่าต้องใช้แรงเท่าไหร่ถึงจะมีความสมดุลกัน

ระบบรอกพวง

       ยกตัวอย่างเช่น ในกรณีภาพ 1 ของระบบรอกพวง มวลกับรอกเดียวเคลื่อนที่ โดยใช้เชื่อก 3 เส้น คือ ก ข ค คล้องผ่านรอกซึ่งในแต่ล่ะเส้นจะมีแรงเป็น 1 ส่วน 3 เชือกเส้น ง จะเปลี่ยนทิศทางของแรงของเชือกเส้น ค ดังนั้น เมื่อดึง เส้น ง โดยใช้แรงเพียง 1ส่วน 3 ก็จะเกิดความสมดุลกัน อีกทั้ง ในกรณีของภาพ 2 ของระบบรอกพวง ดึงมวลโดยใช้เชือก 2 เส้น ก ข แต่ล่ะเส้นจะมีแรงเป็น 1 ส่วน 2 ใช้เชือก ค กับ ง ดึงเชือก ข โดยแต่ล่ะเส้นจะมีแรง 1 ส่วน 2 เมื่อทำตามนี้ และไม่คิดน้ำหนักของรอก แรงจะสมดุลกันโดย แรงจะกลายเป็น 1 ส่วน 16 เพียงแต่ว่า ในกรณีนี้จะเหมือนกับกรณีก่อนหน้า ระยะทางในการเคลื่อนที่จะกลายเป็น 16 เท่าของระยะการเคลื่อนที่ของมวล

  • ล้อและเพลาที่ใช้ในชีวิตประจำวัน

      เมื่อล้อและเพลาประสานกันและล้อเกิดการหมุน จะเกิดกระบวนการที่ใช้แรงเพียงเล็กน้อยเพลาก็สามารถหมุนได้อย่างง่ายดาย เราเรียกว่า ล้อและเพลา คือหลักการที่ใช้ในการขับรถ ก๊อกน้ำ พวงมาลัยของรถยนต์ ความเกี่ยวข้องของแรงที่ใช้ล้อกับแรงที่ใช้ในเพลานั้นเหมือนกันกับหลักการของคาน

      กล่าวคือ สามารถที่จะหมุนเพลาได้อย่างง่ายได้โดยใช้แรงเพียงน้อยนิด ซึ่งเท่ากับขนาดของรัศมีของล้อ เมื่อนำมาเขียนสมการจะได้ว่า แรงที่ใช้ในเพลา x รัศมีของเพลา = แรงที่ใช้ในล้อ x รัศมีของล้อ

ล้อและเพลา  

      ดังนั้น จากคำถามที่คนสองคนหมุนไม้เบสบอลคนละฝั่งกัน ฝั่ง B จะสามารถหมุนได้อย่างง่ายดายโดยใช้แรงเพียงนิดเดียว

                                                              ■สามารถนำมาทำเรื่องแบบนี้ได้ด้วย!■

ก่อนการปรับปรุงแก้ไข

       ในการตรวจสอบระดับของแท็งก์ให้แน่ใจ เมื่อสถานที่อยู่ไกล และจำเป็นต้องใช้เวลา อีกทั้ง เกิดปัญหาที่ว่า เครื่องบอกระดับน้ำมีขนาดใหญ่ถึง 4 เมตร

หลังการปรับปรุงแก้ไข

       เมื่อเชื่อมต่อเครื่องบอกระดับน้ำโดยลวด และนำรอกเดี่ยวตายตัวกับรอกเดี่ยวเคลื่อนที่มาประสานกัน ก็จะแจ้งการเคลื่อนไหวเมื่อใกล้ถึงให้ทราบโดยใช้รอกเดี่ยวเคลื่อนที่ 2 ตัว จะลดระดับการบอกระดับของแท็งก์ที่มีระดับ 4 เมตร เหลือเพียงการเคลื่อนที่ไปที่ 1 เมตร

เรียบเรียงโดย  อาจารย์ณรงค์เกียรติ  นักสอน
ที่ปรึกษา TPM-JIPM