Только в 1831 г. по настоянию Е. А. Черепанова эта машина была «с отменной пользой приспособлена к токарным станкам» Выйского механического заведения. В 1839 г. она была передана на один из платиновых приисков. Столь длительный срок действия машины является бесспорным доказательством её высокого качества. Однако её строители и изобретатели рассматривали эту машину прежде всего как прообраз будущих мощных паровых машин универсального действия. Летом 1824 г. на запрос Демидова: «К какому производству таковая машина может быть способна по моим заводам?» — изобретатель писал: «...оную к каждому действию можно пристроить».
Много сил уходило у Черепановых на преодоление косности заводовладельца и его главных приказчиков, которых интересовала лишь быстрая прибыль.
Н. Н. Демидов лишь тогда более внимательно отнёсся к советам Е. А. Черепанова о постройке паровой машины для откачки воды из медного рудника, когда над последним нависла угроза затопления. Этот рудник составлял тогда одно из главных богатств Демидовых. На нём добывали более 40 тысяч пудов меди в год.
Но вначале владельцы завода послали Е. А. и М. Е. Черепановых вместе с некоторыми другими мастерами в Швецию. В этой стране они ознакомились с техническим опытом горно-металлургических предприятий, добычи руды и откачки воды из шахт. Е. А. Черепанов весьма критически оценил технический уровень горного дела в Швеции, где продолжали широко использоваться уже устаревшие водяные двигатели и штанговые машины. Эта оценка не совпадала с мнением других мастеров, ездивших с ним, которые восхищались увиденным в Швеции. Под их влиянием Н. Н. Демидов решил строить на медном руднике для откачки воды не паровую машину, как предлагал Е. А. Черепанов, а штанговую с водяным двигателем по шведскому образцу.
Убедительные возражения Е. А. Черепанова вызвали лишь демонстративное устранение его от строительства на медном руднике, хотя, будучи ещё в 1822 г. назначенным «по Нижнетагильским заводам главным механиком», он всё равно отвечал за это дело. Возмущённый Е. А. Черепанов знал, что «господа правящие» вину за любые неполадки возложат на него, и поэтому написал Демидову: «Прошу в постройке той машины не сочесть меня в числе участвующих, так как я от оного удалён... советов от меня не требуется... а только занимаюсь... постройкой сверлильной и токаренной машин». Пометка Н. Н. Демидова «так и будет» свидетельствовала, что и на этот раз он поддержал своих главных приказчиков, всегда и всячески травивших Е. А. Черепанова. Здоровье последнего из-за чрезвычайной перегрузки сильно пошатнулось. Он жаловался на ослабевающее зрение.
Но заводовладельца беспокоило только одно, что Е. А. Черепанов не успеет покрыть вложенные на него затраты: «на вояжи», жалованье, денежные награды и т. д. Он был очень обрадован сообщением Е. А. Черепанова, что в будущем его сможет заменить сын Мирон. 22-летний Мирон Черепанов был вполне сформировавшимся к тому времени техником и конструктором. Летом 1825 г. он был назначен да должность «плотинного» Выйского завода, но, по существу, он ещё раньше начал выполнять при отце функции помощника главного механика всех Нижнетагильских заводов.
Хорошо понимая объективные потребности уральского горного дела, необходимость быстрейшего перевода его на более высокий технический уровень, отец и сын Черепановы на свой страх и риск занялись подготовкой рабочих чертежей новой паровой машины и технико-экономическими расчётами, связанными с её постройкой.
В 1826 г. они получили наконец согласие и 10 тысяч рублей на сооружение паровых машин для медного рудника, нижние горизонты которого продолжали затопляться водой, несмотря на большие расходы, понесённые с упорядочением механизмов конных приводов. Е. А. и М. Е. Черепановы построили на медном руднике тридцатисильную паровую машину, а затем ещё две более совершённые и мощные паровые машины.
Плотинный мастер и его сын стали признанными специалистами, владевшими богатейшим техническим опытом в области создания паровых машин. Поборники паровых двигателей Черепановы вместе с тем не забывали своей специальности «плотинных мастеров». Они создали много различных гидротехнических сооружений — плотин, водоспусков, вешнячных прорезов, водяных колёс и т. д. Е. А. Черепанов всячески стремился усовершенствовать водяные двигатели. Например, он заменял распространённые в то время деревянные колёса чугунными, которые «...полезнее будут обыкновенных... поелику прочность всякому должна быть известна... для действия употребляется воды вполовину менее».
Доменные печи, десятки железоделательных кричных горнов, батареи медеплавильных печей, золотые и платиновые прииски, железные и медные рудники требовали очень много механизмов. Черепановым приходилось разрабатывать проекты, строить разнообразные воздуходувки, кричные молоты, прокатные станы, лесопилки, мельницы. Когда Н. Н. Демидов решил всемерно развивать медеплавильное производство, желая стать «первым медным заводчиком на Урале и в России», он написал Е. А. Черепанову: «Хозяйскою моею властию приказываю тебе заняться учреждением оных (новых медеплавильных печей) непременно». В 1824 г. Е. А. Черепанов уже докладывал в очередном рапорте: «Медеплавильные при Нижнетагильском Вашем заводе вновь три складенные печи сего ноября 1-го числа в действие пущены».
Отцу и сыну Черепановым пришлось много времени уделять развитию золотых и платиновых приисков, потому что Демидов «считал, что по золотым промыслам Черепанов «всех знающее». Стремясь привести в лучшее состояние золотые прииски, Ефим Черепанов придумал промывальную машину, какая «ни на каких золотых промыслах хребта Уральского не находится». Эта машина промывала в день от 800 до 1000 пудов золотоносного песка. Вместо 24-х человек, которые обслуживали раньше промывку на вашгердах, ей требовалось лишь семь человек и две лошади.
Мирон Черепанов был отдан в Горный корпус «к научению сплавлять платину» и быстро освоил новейший в то время способ извлекать платину из руд.
Таким образом, Е. А. и М. Е. Черепановы фактически занимались всеми отраслями заводского производства. Они продолжали также сооружать всё новые и новые машины для заводских нужд: начиная с 1824 г., изготовили более 20 паровых машин мощностью от 2 до 60 лошадиных сил, создали замечательные станки — токарные, винторезные, строгальные, сверлильные. Ими были разработаны проекты и построены машины для производства гвоздей, штамповальные установки и многое другое.
Черепановы создали первый русский паровоз и первую русскую железную дорогу с паровой тягой. Основными транспортными средствами того времени были гужевая и бурлацкие тяги. Внося своё предложение о постройке рельсовой дороги на паровой тяге, Е. А. и М. Е. Черепановы, как и всегда, исходили из присущего им стремления «неослабно заводить машины» для пользы производства и «облегчения сил трудящихся».
Их подход к решению транспортной проблемы в корне oтличaлcя от подхода П. К. Фролова и его последователей, выдвигавших се предложения о рельсовых дорогах ранее Черепановых, но считаших возможным ограничиться конной тягой на транспорте. Предложение Черепановых о сооружении на Нижнетагильских заводах рельсовой дороги с паровой тягой, как всегда, вначале не было поддержано владельцем завода и его главными приказчиками, хотя малопроизводительный и отсталый заводской транспорт обходился весьма дорого.
В начале 1830-х гг. Мирон Черепанов уже занялся разработкой проектов постройки «паровой телеги», хотя никаких официальных разрешений ещё не было получено. Ему приходилось рассчитывать при этом только на собственные творческие силы, а также на помощь отца и Ф. И. Швецова, который был активным сторонником постройки чугунных дорог и занимал в то время должность главного инженера одного из демидовских заводов.
Но в 1833 г. М. Е. Черепанов был отослан вначале в столицу, а затем в Англию для изучения опыта «выделки полосного железа посредством катальных валов... топления и плавки стали на тамошний манер... добычи, обжига и плавки железных руд...»
В длинном предписании Петербургской конторы, вручённом М. Е. Черепанову, не было ни одного слова о необходимости или желательности ознакомления с достижениями транспортной техники в Англии, где жил и работал прославленный Стефенсон. Но изобретателя это не остановило.
По собственной инициативе он постарался увидеть как можно больше паровозов и железнодорожных сооружений, но рассчитывать на глубокое ознакомление с их устройством и работой он не мог.
Хозяева английских железных дорог слишком дорожили своей монополией, чтобы позволить приезжему иностранцу увидеть внутреннее устройство хоть одной машины или тем более снять с неё какие-либо рисунки и чертежи. Поэтому опыт англичан при разрешении стоявших перед изобретателями сложных технических задач мог быть учтён лишь в минимальной мере.
Е. А. и М. Е. Черепановы приступили к созданию первого русского паровоза вскоре после возвращения Мирона из заграничной поездки в октябре 1833 г. По «определению» заводской конторы их помощником был назначен Аммос Черепанов, племянник Ефима, впоследствии продолживший славные дела талантливых родственников. Работа шла быстро и успешно. Е. А. и М. Е. Черепановы придумали много усовершенствований. Например, количество парообразовательных трубок в котле «для усиления жара» было доведено до 80-ти. Следует отметить, что в котле стефенсоновского паровоза «Ракета» их было всего 25, и только котёл самого мощного его паровоза, построенного в начале 1830-х годов, имел 89 трубок. Черепановы сконструировали удобный механизм обратного хода и решили очень много сложных технических задач, возникавших в процессе постройки паровоза.
В августе 1834 г. первый русский паровоз был «пущен на колёсопроводы». Чугунная дорога, по которой ходил первый паровоз Черепановых, имела протяжённость около 800 м. Рельсы в отличие от английских линий, где применялись каменные опоры, были уложены на шпалах. Ширина колеи дороги достигала 1645 мм, то есть ничего не имела общего ни со «стефенсоновской» колеей в Англии (1435 мм), ни с колеей некоторых других зарубежных дорог. Ширина имевшихся в то время русских конных рельсовых дорог не превышала 1 м. Вследствие этого «чугунку» Черепановых закономерно считают перво