当工程机械租赁未签合同而要回款项时，具体可按以下步骤进行。
首先，要仔细收集各种相关证据，像是租赁设备时的聊天记录，这些记录中往往能体现租赁的相关事宜，包括设备的型号、租赁时间等重要信息；
还有转账记录，能明确租赁金额的支付情况；
另外，证人证言也不可忽视，如有在场见证租赁过程的人，他们的证言能为你的诉求提供有力支持。
接着，主动与租赁方进行友好的协商，态度要诚恳且明确地告知对方，虽然未签合同，但依据法律和实际情况，他们仍有履行付款的义务。
如果协商无果，就可以向当地的人民调解委员会申请调解，在调解过程中，双方可以充分表达自己的意见和诉求，明确各自的权利义务，争取通过调解达成和解。
倘若调解依旧无法解决问题，那就向有管辖权的人民法院提起诉讼。
起诉时，一定要清晰地明确诉讼请求，详细阐述事实和理由，并且将之前收集到的所有证据一并提交给法院。
在诉讼过程中，法院会依据相关的法律规定以及所提交的证据进行公正的审理和判决，从而切实保障你的合法权益。