รอก
รอกบนเรือ ในบริบทนี้ รอกมักเรียกว่าบล็อก
การจำแนกประเภท	เครื่องจักรอย่างง่าย
อุตสาหกรรม	การก่อสร้าง การขนส่ง
ล้อ	1
เพลา	1

รอกคือล้อที่อยู่บนแกนหรือเพลาซึ่งช่วยให้สายเคเบิลหรือสายพาน ที่ตึง พาดผ่านล้อนั้นเคลื่อนที่และเปลี่ยนทิศทาง หรือถ่ายโอนกำลังระหว่างตัวมันเองกับเพลา ได้

รอกอาจมีร่องระหว่างขอบรอบเส้นรอบวง เพื่อใช้เป็นตำแหน่ง ของ สายเคเบิลหรือสายพาน ส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนระบบรอกอาจเป็นเชือกสายเคเบิลสายพาน หรือโซ่

หลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของรอกมีอายุย้อนไปถึงอียิปต์โบราณในราชวงศ์ที่สิบสอง (1991–1802 ปีก่อนคริสตกาล) ^{[ 1 ]}และเมโสโปเตเมียในช่วงต้นสหัสวรรษที่ 2 ก่อนคริสตกาล^{[ 2 ]}จากนั้นก็ปรากฏในอียิปต์โบราณและกรีกโบราณซึ่งได้รับการอธิบายโดยนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกอาร์คีทัส แห่งทาเรนตัม

ในอียิปต์สมัยโรมันเฮโรแห่งอเล็กซานเดรีย (ประมาณ ค.ศ. 10–70) ระบุว่ารอกเป็นหนึ่งในหกเครื่องจักรอย่างง่ายที่ใช้ในการยกน้ำหนัก^{[ 3 ]}รอกถูกประกอบเข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบรอกและเชือกเพื่อให้ได้เปรียบเชิงกลในการใช้แรงขนาดใหญ่ รอกยังถูกประกอบเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบขับเคลื่อนด้วย สายพานและโซ่เพื่อส่งกำลังจากเพลาหมุนหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง^{[ 4 ] [ 5 ]}พลูตาร์คเล่าถึงเหตุการณ์ในหนังสือParallel Lives ที่ อาร์คิมิดีสพิสูจน์ประสิทธิภาพของรอกแบบผสมและระบบรอกและเชือกโดยใช้รอกตัวหนึ่งดึงเรือที่บรรทุกเต็มลำเข้าหาตัวราวกับว่ามันกำลังแล่นผ่านน้ำ^{[ 6 ]}

บล็อกคือชุดรอก (ล้อ) ที่ประกอบกันเพื่อให้รอกแต่ละตัวหมุนได้อย่างอิสระจากรอกตัวอื่น ๆ บล็อกสองบล็อกที่มีเชือกผูกติดกับบล็อกหนึ่งและร้อยผ่านชุดรอกทั้งสองชุดจะประกอบเป็นบล็อกและรอก^{[ 8 ] [ 9 ]}

รอกและเชือกประกอบขึ้นโดยให้รอกตัวหนึ่งยึดติดกับจุดยึดคงที่ และอีกตัวหนึ่งยึดติดกับน้ำหนักที่เคลื่อนที่ ข้อได้เปรียบเชิงกลในอุดมคติของรอกและเชือกจะเท่ากับจำนวนท่อนของเชือกที่รองรับรอกที่กำลังเคลื่อนที่

ในแผนภาพทางด้านขวา ข้อได้เปรียบเชิงกลที่เหมาะสมของชุดรอกและเชือกแต่ละชุด^{[ 7 ]}ที่แสดงไว้มีดังนี้:

• การเข้าปะทะด้วยปืน: 2
• ลัฟฟ์แท็คเกิล: 3
• การเข้าสกัดสองครั้ง: 4
• การเข้าปะทะแบบ Gyn: 5
• การซื้อแบบสามเท่า: 6

ระบบเชือกและรอก—นั่นคือบล็อกและรอก —มีลักษณะเฉพาะคือการใช้เชือกเส้นเดียวต่อเนื่องเพื่อส่งแรงดึงไปรอบๆ รอกหนึ่งตัวหรือมากกว่าเพื่อยกหรือเคลื่อนย้ายสิ่งของ—เชือกอาจเป็นเชือกเส้นเล็กหรือสายเคเบิลที่แข็งแรง ระบบนี้รวมอยู่ในรายการเครื่องจักรอย่างง่ายที่ระบุโดยนักวิทยาศาสตร์ในยุคเรเนสซองส์^{[ 10 ] [ 11 ]}

ถ้าหากระบบเชือกและรอกไม่สูญเสียหรือเก็บพลังงานไว้ แล้วข้อได้เปรียบเชิงกล ของระบบนั้น ก็คือจำนวนส่วนของเชือกที่กระทำต่อน้ำหนักบรรทุก ซึ่งสามารถแสดงได้ดังนี้

พิจารณาชุดรอกที่ประกอบเป็นบล็อกเคลื่อนที่และส่วนของเชือกที่รองรับบล็อกนี้ ถ้ามีส่วนของเชือกจำนวนp ส่วนที่รองรับน้ำหนัก Wแล้วสมดุลแรงบนบล็อกเคลื่อนที่แสดงให้เห็นว่าแรงตึงในแต่ละส่วนของเชือกจะต้องเป็นW/pซึ่งหมายความว่าแรงป้อนเข้าที่ใช้กับเชือกคือT = W/pดังนั้น บล็อกและรอกจึงลดแรงป้อนเข้าลงด้วยปัจจัยp ^{[ 12 ]}

• 
  รอกปืนมีรอกเดี่ยวทั้งใน ส่วนคงที่และส่วนเคลื่อนที่ โดยมีเชือกสองส่วนรองรับน้ำหนักW
• 
  การแยกรอกในระบบรอกปืนแสดงให้เห็นถึงความสมดุลของแรงที่ส่งผลให้แรงดึงเชือกเท่ากับW/ 2

• 
  รอกคู่มีรอกสองตัวทั้งในบล็อกคงที่และ บล็อกเคลื่อนที่ โดยมีเชือกสี่ส่วนรองรับน้ำหนักW
• 
  การแยกรอกในระบบรอกคู่แสดงให้เห็นถึงความสมดุลของแรง ซึ่งส่งผลให้แรงดึงของเชือกเท่ากับW/ 4

ทฤษฎีการทำงานที่ง่ายที่สุดของระบบรอกนั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานว่ารอกและสายรอกไม่มีน้ำหนัก และไม่มีการสูญเสียพลังงานเนื่องจากแรงเสียดทาน นอกจากนี้ยังสมมติว่าสายรอกไม่ยืดตัวด้วย

ในสภาวะสมดุล แรงที่กระทำต่อบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่ต้องรวมกันเป็นศูนย์ นอกจากนี้ แรงตึงในเชือกต้องเท่ากันในแต่ละส่วน ซึ่งหมายความว่าเชือกสองส่วนที่รองรับบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่นั้น แต่ละส่วนต้องรับน้ำหนักครึ่งหนึ่งของน้ำหนักทั้งหมด

• 
  รอกคงที่
• 
  แผนภาพที่ 1: แรงFที่กระทำต่อรอกที่กำลังเคลื่อนที่นั้นสมดุลกับแรงตึงในเชือกสองส่วนที่รองรับรอก
• 
  รอกเคลื่อนที่
• 
  แผนภาพที่ 2: รอกเคลื่อนที่ที่ยกน้ำหนักWได้รับการรองรับโดยเชือกสองส่วนที่มีแรงดึงW/ 2

นี่คือระบบรอกประเภทต่างๆ:

• รอกคงที่: รอกคงที่นั้นมีแกนหมุนที่ติดตั้งอยู่บนตลับลูกปืนซึ่งยึดติดกับโครงสร้างรองรับ รอกคงที่จะเปลี่ยนทิศทางของแรงที่กระทำต่อเชือกหรือสายพานที่เคลื่อนที่ไปตามเส้นรอบวงของมัน การเพิ่มกำลังเชิงกลจะเกิดขึ้นได้โดยการรวมรอกคงที่เข้ากับรอกเคลื่อนที่หรือรอกคงที่อีกตัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน
• รอกเคลื่อนที่: รอกเคลื่อนที่นั้นมีแกนหมุนอยู่ในบล็อกที่เคลื่อนที่ได้ รอกเคลื่อนที่ตัวเดียวได้รับการรองรับโดยเชือกสองส่วนเดียวกัน และมีกำลังกลเท่ากับสองเท่า
• รอกแบบผสม: การรวมกันของรอกคงที่และรอกเคลื่อนที่ ทำให้เกิดรอกหลายตัว รอกแบบผสมสามารถมีรอกหลายตัวติดตั้งอยู่บนแกนคงที่และแกนเคลื่อนที่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มแรงส่งเชิงกลได้มากยิ่งขึ้น

• 
  แผนภาพที่ 3: อุปกรณ์ยกปืนแบบ "ได้เปรียบเมื่อเคลื่อนที่" มีเชือกผูกติดกับรอกที่กำลังเคลื่อนที่ แรงตึงในเชือกคือW/3ทำให้ได้เปรียบสามเท่า
• 
  แผนภาพ 3a: รอก Luff เพิ่มรอกคงที่ซึ่งเป็น "ข้อเสีย" แรงตึงในเชือกยังคงอยู่ที่W/3ทำให้ได้ข้อได้เปรียบสามเท่า

ข้อได้เปรียบเชิงกลของรอกยกสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการสลับบล็อกคงที่และบล็อกเคลื่อนที่เพื่อให้เชือกติดอยู่กับบล็อกเคลื่อนที่และเชือกถูกดึงไปในทิศทางของน้ำหนักที่ยก ในกรณีนี้รอกยกจะเรียกว่า "ได้เปรียบเชิงกล" ^{[ 13 ]}แผนภาพที่ 3 แสดงให้เห็นว่าขณะนี้เชือกสามส่วนรองรับน้ำหนักWซึ่งหมายความว่าแรงตึงในเชือกคือW/3ดังนั้น ข้อได้เปรียบเชิงกลจึงเท่ากับสาม

โดยการเพิ่มรอกเข้าไปในบล็อกคงที่ของอุปกรณ์ยกปืนใหญ่ ทิศทางของแรงดึงจะกลับทิศทาง แม้ว่าข้อได้เปรียบเชิงกลจะยังคงเท่าเดิม ดังแสดงในแผนภาพ 3a นี่เป็นตัวอย่างของอุปกรณ์ยกปืนใหญ่แบบลัฟฟ์ (Luff tackle)

สามารถวิเคราะห์ข้อได้เปรียบเชิงกลของระบบรอกได้โดยใช้แผนภาพแรงอิสระซึ่งจะสมดุลแรงดึงในเชือกกับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อน้ำหนักบรรทุก ในระบบอุดมคติ รอกที่ไม่มีมวลและไม่มีแรงเสียดทานจะไม่สูญเสียพลังงาน และช่วยให้สามารถเปลี่ยนทิศทางของเชือกได้โดยไม่ยืดหรือสึกหรอ ในกรณีนี้ สมดุลแรงบนตัวกลางอิสระที่รวมถึงน้ำหนักบรรทุกWและ ส่วนรองรับ nส่วนของเชือกที่มีแรงดึงTจะได้ผลลัพธ์ดังนี้:

${\displaystyle nT-W=0.}$

อัตราส่วนของภาระต่อแรงดึงขาเข้าคือข้อได้เปรียบเชิงกลMAของระบบรอก^{[ 14 ]}

${\displaystyle MA={\frac {W}{T}}=n.}$

ดังนั้น ข้อได้เปรียบเชิงกลของระบบจึงเท่ากับจำนวนส่วนของเชือกที่รับน้ำหนัก

ระบบสายพานและรอกมีลักษณะเด่นคือมีรอกตั้งแต่สองตัวขึ้นไปที่ใช้ร่วมกับสายพานซึ่งช่วยให้สามารถ ส่ง กำลังเชิงกลแรงบิดและความเร็วผ่านแกนหมุนได้ หากรอกมีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน จะทำให้เกิดความได้เปรียบเชิงกล

ระบบขับเคลื่อนด้วยสายพานนั้นคล้ายคลึงกับระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่อย่างไรก็ตาม ร่องของสายพานอาจเรียบ (ไม่มีชิ้นส่วนที่เกี่ยวกันอย่างแยกไม่ออกเหมือนในเฟืองโซ่เฟืองเดือยหรือสายพานไทม์มิ่ง) ดังนั้น ข้อได้เปรียบเชิงกลจึงขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของร่องสายพานเท่านั้น ไม่ได้กำหนดไว้อย่างแม่นยำด้วยอัตราส่วนของจำนวนฟันเหมือนในเฟืองและเฟืองโซ่

ในกรณีของรอกแบบดรัมที่ไม่มีร่องหรือขอบ รอกมักจะมีลักษณะนูนเล็กน้อยเพื่อให้สายพานแบนอยู่ตรงกลาง เรียกว่า รอก โค้ง รอกประเภทนี้ เคยใช้กันอย่างแพร่หลายในเพลาสายการผลิต ของโรงงาน และยังคงพบได้ในการขับเคลื่อนแปรงหมุนในเครื่องดูดฝุ่น แบบตั้งตรง เครื่องขัดสายพานและเลื่อยสายพาน^{[ 15 ]}รถแทรกเตอร์ทางการเกษตรที่สร้างขึ้นจนถึงต้นทศวรรษ 1950 โดยทั่วไปจะมีรอกสายพานสำหรับสายพานแบน (ซึ่งเป็นที่ มาของชื่อนิตยสาร Belt Pulley ) ปัจจุบันถูกแทนที่ด้วยกลไกอื่นๆ ที่มีความยืดหยุ่นในการใช้งานมากกว่า เช่นระบบส่งกำลังและระบบไฮดรอลิก

เช่นเดียวกับที่เส้นผ่านศูนย์กลางของเฟือง (และจำนวนฟันของเฟือง) กำหนดอัตราทดเกียร์ซึ่งส่งผลต่อการเพิ่มหรือลดความเร็ว และแรงส่งเชิงกลที่สามารถให้ได้ เส้นผ่านศูนย์กลางของรอกก็กำหนดปัจจัยเดียวกันนั้นเช่นกัน รอกทรงกรวยและรอกแบบขั้นบันได (ซึ่งทำงานบนหลักการเดียวกัน แม้ว่าชื่อเรียกมักจะใช้กับรุ่นสายพานแบนและ รุ่น สายพานตัววีตามลำดับ) เป็นวิธีหนึ่งในการให้อัตราทดเกียร์หลายระดับในระบบสายพานและรอกที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการ เช่นเดียวกับระบบส่งกำลังที่ให้ฟังก์ชันนี้ด้วยชุดเฟืองที่สามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้ รอกแบบขั้นบันไดสำหรับสายพานตัววีเป็นวิธีที่พบมากที่สุดที่เครื่องเจาะใช้ในการให้ความเร็วรอบแกนหมุนที่หลากหลาย

ในระบบสายพานและรอก แรงเสียดทานเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุด การใช้งานสายพานและรอกบางอย่างเกี่ยวข้องกับมุมที่แปลกประหลาด (ซึ่งนำไปสู่การติดตามสายพานที่ไม่ดีและอาจทำให้สายพานหลุดออกจากรอก) หรือสภาพแวดล้อมที่มีแรงตึงสายพานต่ำ ซึ่งทำให้สายพานลื่นโดยไม่จำเป็นและทำให้สายพานสึกหรอมากขึ้น เพื่อแก้ไขปัญหานี้ บางครั้งจึงมีการหุ้มรอก การหุ้มเป็นคำที่ใช้เพื่ออธิบายการเคลือบ ฝาครอบ หรือพื้นผิวที่สึกหรอที่มีลวดลายพื้นผิวต่างๆ ที่ใช้กับเปลือกของรอก หรือการประยุกต์ใช้ดังกล่าว การหุ้มมักใช้เพื่อยืดอายุการใช้งานของเปลือกโดยการจัดหาชั้นนอกที่สามารถเปลี่ยนได้ หรือเพื่อปรับปรุงแรงเสียดทานระหว่างสายพานและรอก ที่น่าสังเกตคือ รอกขับเคลื่อนมักจะหุ้มด้วยยาง (เคลือบด้วยชั้นแรงเสียดทานยาง) ด้วยเหตุผลนี้^{[ 16 ]}การใช้ผงเรซินกับสายพานอาจเพิ่มแรงเสียดทานชั่วคราว แต่ก็อาจทำให้อายุการใช้งานของสายพานสั้นลง^{[ 17 ]}

• รอก (การเดินเรือ)  – ศัพท์ทางการเดินเรือ; รอกเดี่ยวหรือหลายรอก
• รอกสายพานลำเลียง
• เดดอาย  – อุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตั้งเชือกเรือใบ
• รอกทดกำลัง  – รอกยกเชิงกลแบบปรับ สมดุลอัตโนมัติ
• รอก  – อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับยกหรือลดระดับสิ่งของ

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับรอกในวิกิมีเดียคอมมอนส์
• ความหมายของคำว่า"sheave"ในพจนานุกรมวิกิพีเดีย