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(shè)鐵路，美國也在1830年有了第一條鐵路。
       修建鐵路首先要進(jìn)行的就是土方工程。為了提高生產(chǎn)率，蒸汽動力逐漸從紡織業(yè)和交通運(yùn)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(fèi)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(fèi)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(diǎn)，正式進(jìn)入工程機(jī)械行業(yè)
    “費(fèi)城”鏟的設(shè)計(jì)比較簡單，和起重機(jī)差不多的桅桿和大臂，裝在大臂上的斗桿，蒸汽機(jī)驅(qū)動卷揚(yáng)機(jī)通過鏈條和滑輪組提升或降下挖斗，負(fù)責(zé)伸縮斗桿的齒輪也靠鏈傳動。兩邊各有一人用繩牽引實(shí)現(xiàn)大臂的回轉(zhuǎn)，同時(shí)還負(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)帶狀開挖，比較適合鐵路工程建設(shè)。人們一般稱之為鐵路鏟。

毫無疑問，“費(fèi)城”鏟是一項(xiàng)偉大的發(fā)明。當(dāng)“費(fèi)城”鏟以人力和畜力無法企及的效率工作時(shí)，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(fèi)城”鏟的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)僅僅在前部吊桿的部分，回轉(zhuǎn)角度有限，還得靠人力實(shí)現(xiàn)；蒸汽機(jī)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(shè)軌道，整體的效率是很低的，盡管還存在種種缺憾，但“費(fèi)城”鏟作為開山鼻祖建立了一個(gè)范本，至今在世界各大露天礦山里叱咤風(fēng)云的巨型電鏟，仍沿用著“費(fèi)城”鏟的基本形式。

“費(fèi)城”鏟的原型

1872年，改良后的“費(fèi)城”鏟在新澤西州建設(shè)鐵路工程

遺憾的是奧的斯沒等改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)便在1839年英年早逝，時(shí)年26歲，令人嘆息。由于多方面的因素，奧的斯死后，“費(fèi)城”鏟的生產(chǎn)陷于停頓，直到奧的斯家族在19世紀(jì)50年代以后開始重新生產(chǎn)，但產(chǎn)量很少
    奧的斯的專利過期后，很多公司進(jìn)入這一領(lǐng)域，此時(shí)各種建設(shè)對蒸汽鏟的需求也急劇增加，也就是在19世紀(jì)70年代以后，蒸汽鏟才進(jìn)入黃金發(fā)展期，并不斷得到改進(jìn)。
    這一時(shí)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(shí)期，發(fā)達(dá)國家的鐵路大規(guī)模建設(shè)已經(jīng)完成或接近尾聲，原本設(shè)計(jì)用來鐵路建設(shè)的蒸汽鏟被更多應(yīng)用在運(yùn)河、礦山等其他領(lǐng)域。
    在19世紀(jì)末開鑿曼徹斯特運(yùn)河時(shí)已經(jīng)開始大規(guī)模使用蒸汽鏟了，到20世紀(jì)初開鑿巴拿馬運(yùn)河時(shí)，蒸汽鏟發(fā)揮了關(guān)鍵作用，使得美國人能夠完成法國人留下的爛攤子。這一時(shí)期典型的施工方式是，在蒸汽鏟的軌道旁邊平行鋪設(shè)鐵軌，出渣的小車由人力或畜力或蒸汽機(jī)車牽引

1887年英國拉斯頓蒸汽鏟在曼徹斯特運(yùn)河工程

針對早期蒸汽鏟的缺點(diǎn)，為了提高挖掘能力和效率，適應(yīng)更大更艱難的工程，各廠商不斷進(jìn)行改進(jìn)。蒸汽機(jī)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(yīng)增加，輪、軸數(shù)量也相應(yīng)增加，但這還不夠，底盤是個(gè)大問題。為了更靈活地挖掘，適應(yīng)各種工作場合，19世紀(jì)80年代英國人發(fā)明了全回轉(zhuǎn)裝置，但直到20世紀(jì)20年代才被普遍采用。

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