世界第一臺蒸汽動力鏟

1825年，世界上第一條鐵路在英國通車，由此各資本主義國家都開始建設鐵路，美國也在1830年有了第一條鐵路。
       修建鐵路首先要進行的就是土方工程。為了提高生產率，蒸汽動力逐漸從紡織業(yè)和交通運輸業(yè)走向了土方工業(yè)，替代了緩慢的人力畜力開挖的土方工程。
      1835年，美國費城的鐵路工程承包商威廉?奧的斯（Otis ），發(fā)明了世界第一臺蒸汽鏟，取名“費城”鏟，2年后正式投入使用，并在4年后獲得專利。從此，蒸汽動力以挖鏟為切入點，正式進入工程機械行業(yè)
    “費城”鏟的設計比較簡單，和起重機差不多的桅桿和大臂，裝在大臂上的斗桿，蒸汽機驅動卷揚機通過鏈條和滑輪組提升或降下挖斗，負責伸縮斗桿的齒輪也靠鏈傳動。兩邊各有一人用繩牽引實現(xiàn)大臂的回轉，同時還負責操作斗門閂。整套裝置包括鍋爐安放在四輪鐵路平車上，通過不斷延伸鐵軌實現(xiàn)帶狀開挖，比較適合鐵路工程建設。人們一般稱之為鐵路鏟。

毫無疑問，“費城”鏟是一項偉大的發(fā)明。當“費城”鏟以人力和畜力無法企及的效率工作時，中國還是道光年間，而美國還沒有開發(fā)西部，南方還在大量使用黑N。
    “費城”鏟的回轉機構僅僅在前部吊桿的部分，回轉角度有限，還得靠人力實現(xiàn)；蒸汽機功率也不大，挖掘力小，斗容也小，動作也不會很快；需要加煤加水，還需要不斷鋪設軌道，整體的效率是很低的，盡管還存在種種缺憾，但“費城”鏟作為開山鼻祖建立了一個范本，至今在世界各大露天礦山里叱咤風云的巨型電鏟，仍沿用著“費城”鏟的基本形式。

“費城”鏟的原型

1872年，改良后的“費城”鏟在新澤西州建設鐵路工程

遺憾的是奧的斯沒等改進自己的設計便在1839年英年早逝，時年26歲，令人嘆息。由于多方面的因素，奧的斯死后，“費城”鏟的生產陷于停頓，直到奧的斯家族在19世紀50年代以后開始重新生產，但產量很少
    奧的斯的專利過期后，很多公司進入這一領域，此時各種建設對蒸汽鏟的需求也急劇增加，也就是在19世紀70年代以后，蒸汽鏟才進入黃金發(fā)展期，并不斷得到改進。
    這一時期，除了在大湖地區(qū)特別是俄亥俄州涌現(xiàn)了若干廠商外，英國和德國也有了自己的蒸汽鏟廠商。這一時期，發(fā)達國家的鐵路大規(guī)模建設已經完成或接近尾聲，原本設計用來鐵路建設的蒸汽鏟被更多應用在運河、礦山等其他領域。
    在19世紀末開鑿曼徹斯特運河時已經開始大規(guī)模使用蒸汽鏟了，到20世紀初開鑿巴拿馬運河時，蒸汽鏟發(fā)揮了關鍵作用，使得美國人能夠完成法國人留下的爛攤子。這一時期典型的施工方式是，在蒸汽鏟的軌道旁邊平行鋪設鐵軌，出渣的小車由人力或畜力或蒸汽機車牽引

1887年英國拉斯頓蒸汽鏟在曼徹斯特運河工程

針對早期蒸汽鏟的缺點，為了提高挖掘能力和效率，適應更大更艱難的工程，各廠商不斷進行改進。蒸汽機功率不斷加大，大臂和斗桿不斷加長，斗容不斷加大，體積和重量也相應增加，輪、軸數(shù)量也相應增加，但這還不夠，底盤是個大問題。為了更靈活地挖掘，適應各種工作場合，19世紀80年代英國人發(fā)明了全回轉裝置，但直到20世紀20年代才被普遍采用。

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