Połączenia kołkowe

Kołki są to elementy o kształcie walca lub stożka o dość dużej długości w stosunku do ich średnicy; najczęściej 2d ≤ l ≤ 20d. rozróżnia się kołki walcowe (PN-66/M-85021), stożkowe (PN-66/M-85020), stożkowe z czopem gwintowym (PN-55/M-85022) lub z gwintem wewnętrznym (PN-55/M-85019), karbowe (PN/M-8502427) oraz sprężyste (PN/M-85023).

W zależności od przeznaczenia rozróżnia się kołki złączne i ustalające.
Zadaniem kołków złącznych jest przenoszenie sił tnących, działających prostopadle do osi kołka. Kołki złączne są stosowane również do zabezpieczania elementów łącznych przed przeciążeniem (przy przeciążeniu połączenia są one ścinane).

Kołki ustalające stosuje się dla zapewnienia dokładnego położenia współpracujących elementów, połączonych np. za pomocą śrub. Przy ustalaniu elementów o płaskich powierzchniach styku stosuje się dwa kołki, rozstawione możliwie szeroko.

Kołki walcowe i stożkowe są powszechnie stosowane, zarówno jako złączne, jak i ustalające. Zależnie od wymagań konstrukcyjnych są one wtłaczane z różnym wciskiem (pasowania M8/h7, P7/h6 itp.). Stosowane wysokie klasy dokładności powodują, że wykonanie połączenia jest dość kosztowne; kołki są szlifowane, a otwory rozwiercane. W połączeniach wielokrotnie rozłącznych częściej stosuje się kołki stożkowe, ponieważ ich montaż jest łatwiejszy. W przypadku przewidywanych trudności z demontażem połączenia (np. konieczność wybijania kołka z otworów nieprzelotowych) stosuje się kołki stożkowe z czopem gwintowym lub z gwintem wewnętrznym, co umożliwia wyciągnięcie kołka.

Kołki karbowe mają trzy karby, tworzące sprężyste zgrubienie, co zapewnia zacisk kołka w otworze. Karby mogą być wykonane na całej długości, na połowie długości lub na środkowej części kołka – zależnie od stosowanej normy. Kołki karbowe są stosowane przy niewielkiej dokładności wzajemnego ustawienia części łączonych, przeważnie w drobnych konstrukcjach.

Kołki sprężyste, zwijane z taśmy ze stali sprężystej, są stosowane przy przenoszeniu obciążeń udarowych.

Połączenia kołkowe dzielą się na spoczynkowe (wzdłużne, promieniowe i styczne) oraz ruchowe (suwliwe, wahliwe i obrotowe). Połączenia kołkowe spoczynkowe z kołkami złącznymi są stosowane np. zamiast połączeń wpustowych lub klinowych, ponieważ ich wykonanie jest tańsze. Niewielki przekrój pracujący kołków powoduje, że połączenia te mogą przenosić tylko niewielkie obciążenia, co ogranicza ich zastosowanie. Połączenia kołkowe ruchowe stosuje się przy wymaganym względnym ruchu współpracujących części, np. przy przesuwie drążka w tulei, w połączeniu przegubowym, do unieruchomienia grzybka zaworu przy obracającym się wrzecionie itd.

Wymiary kołków ustalających i większości kołków złącznych (przenoszących małe obciążenia) są ustalane tylko konstrukcyjnie, bez wykonywania obliczeń wytrzymałościowych. W niezbędnych przypadkach kołki sprawdza się z warunków na ścinanie oraz na naciski powierzchniowe wg ogólnych wzorów.