Создание силовых установок, медеплавильных и доменных печей, технических средств, обеспечивавших работу рудников и приисков, требовали собственного и быстрого изготовления машин, механизмов, приборов, различных деталей и орудий труда. Этим успешно занимались на Выйском механическом заведении, штат которого в середине 30-х гг. XIX в. включал: мастера, 7 кузнецов, 17 слесарей, 16 плотников, 5 молотобойцев, 4 машиниста (так называли специалистов по паровым двигателям) и несколько десятков разнорабочих. Заведение располагало машинным парком, включавшим паровой двигатель, кузнечно-прессовое оборудование, токарные, строгальные, сверлильные, винторезные, штамповальные, зуборезные и иные станки, изготовленные по чертежам и под руководством Черепановых. Именно на этих станках создавались узлы и детали первых отечественных паровозов, принесших уральским изобретателям всемирную известность.
На рубеже XVIII и XIX в период бурного развития производительных сил России остро встает вопрос о качестве дорог и способах транспортировки по ним все увеличивающихся грузовых потоков. Сухопутные перевозки осуществлялись или в порядке подводно-гужевой повинности, или с помощью наемных ямщиков. Такие малоэффективные средства перемещения и плохое состояние дорог входили во все большее противоречие с развивающимся производством. Появление первых ростков капитализма на транспорте — создание в 1820 г. акционерного общества дилижансовых сообщений между Москвой и Петербургом и организация частных предприятий извозопромышленников по товарно-грузовым перевозкам — качественно не меняло ситуацию. Единственной тягловой силой оставалась по-прежнему конная; гужевой транспорт становился все менее эффективным и выгодным.
Не лучше обстояли дела и с речными перевозками. Ограниченный из-за длительных зим на многих водных путях срок навигации, недостаточная летняя пропускная способность средних и малых рек, низкая производительность бурлацкого труда, опасность и длительность доставки грузов путем весеннего сплава судов-коломенок делали малоэффективным и ненадежным использование водных путей в промышленно-транспортных целях. Складывалась необходимость перехода на принципиально новый вид транспорта.
Первые опыты по внедрению новых способов перевозки грузов соединяли в себе традиционное использование конной тягловой силы и транспортных телег и фургонов, перемещавшихся по рельсам и путям. Следующим шагом была замена конной тяги на канатный привод от водяного колеса. Такая схема была применена в 1826 г. на пути от Медного рудника к нижнетагильским заводам. Однако ни энергия водного потока, ни тягловая сила животных не могли обеспечить все возраставшие транспортные потребности производства. Необходим был переход к использованию нового вида энергоносителя — "его величества пара".
Родиной парового транспорта является Англия. Е. Черепанов наблюдал паровоз на дороге от угольных копий Мидлтона до города Лидса. Позже М. Черепанов знакомится с работой построенного одним из пионеров паровозостроения Дж. Стефенсоном паровоза "Ракета", курсировавшего по дороге Манчестер — Ливерпуль, протяженностью 40 км. Стифенсоном впервые были применены вместо чугунных рельсов железные, на паровозах установлены гладкие ведущие колеса; значительно повышена производительность котла за счет увеличения суммарной поверхности нагрева путем использования так называемой трубчатой конструкции, имевшей 25 дымогарных трубок.
По итогам поездки в Англию Мирон подготовил отчет, в котором ратовал за скорейшее развитие парового транспорта на Урале. Петербургская контора Нижне-Тагильских заводов решила, что М. Е. Черепанов "по пристрастию своему, как и отец его, к паровым машинам, надеется быть в состоянии устроить паровые телеги для перевозки тяжести. А потому и дать ему способ таковые из-за нужнейших работ приготовить: одну для употребления при заводах, а другую для присылки сюда на показ…".
В октябре 1833 г. на Выйском заводе начались работы по сооружению первой в России "паровой телеги"; в феврале 1834 г. состоялись ее испытания. Основу паровоза составлял горизонтально расположенный котел цилиндрической формы длиной 1,7 м диаметром 0,9 м, имевший 80 дымогарных трубок. Два паровых цилиндра также располагались горизонтально. Первый паровоз Черепановых, или как его тогда называли "сухопутный пароход", перевозил состав весом более 3 т со скоростью около 15 км/час. Состав включал фургон, или тендер, для хранения топлива и воды и "приличную повозку для всякой поклажи и пассажиров, в числе 40 человек". Рельсы, выполненные из чугуна, имели в длину 2 м и укреплялись впритык на металлических подставках, располагавшихся на деревянных шпалах. Ширина колеи составляла 1645 мм. Протяженность пути, проложенного по Выйскому полю, не превышала 900 м.
Осенью 1834 г. началась постройка второго паровоза. Он был более мощным, чем первый и мог перевозить до 16 т груза. По специально построенной от Медного рудника к Выйскому заводу чугунной дороге перевозились медная руда и подрудок. Во время посещения Нижнего Тагила в 1837 г. будущий император Александр II с нескрываемым интересом знакомился с "диковинной машинной премудростью Черепановых".
Опыт создания парового наземного транспорта был применен в судоходстве. Группа мастеровых во главе с Мироном Черепановым разработала проект постройки парохода. "Водная паровая телега" была в короткие сроки изготовлена и опробована на заводском пруду. Однако дальнейшая деятельность изобретателей в области парового транспорта осложнялась большим объемом текущих работ по обслуживанию действующего металлургического и горнорудного производств.
Сдержанные на поощрения, благодарность и похвалу заводчики Демидовы неоднократно отмечали заслуги Е. А. и М. Е. Черепановых. Им и их семьям были дарованы вольные. Они получали высокое по тем временам жалование и имели собственный двухэтажный каменный дом. Труд Ефима Алексеевича и Мирона Ефимовича неоднократно отмечался крупными вознаграждениями, им были преподнесены именная серебряная ваза, дорогой перстень, другие ценные подарки. На родине, в Нижнем Тагиле замечательным изобретателям установлен оригинальный запоминающийся памятник. В жизни и деятельности Черепановых воплощены лучшие качества русского народа: талант, ум, трудолюбие, любовь к Отечеству.